Учёные предположили, что у гравитации может существовать процесс, сходный с магнитным пересоединением. Именно магнитное пересоединение считается причиной наиболее мощных вспышек на Солнце. Теоретическое исследование показывает, что структуры гравитационного поля, напоминающие листы, способны разрушаться и соединяться заново в иной конфигурации.
Работа основана на общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Исследователи описали условия, при которых может происходить такое гравитационное пересоединение, а также вывели способ оценивать его скорость. По данным Live Science, этот процесс способен влиять на обмен энергией и импульсом между гравитацией и материей.
При магнитном пересоединении линии поля, обычно связанные с плазмой — горячим электрически заряженным газом, — могут растягиваться, разрываться и соединяться вновь. Высвобождение накопленной энергии приводит к мощным явлениям, включая солнечные вспышки. Авторы изучили, может ли аналогичный механизм проявляться в гравитационном поле.
Для расчётов учёные применили тетрадную формулировку общей теории относительности. Этот математический подход позволяет представить некоторые свойства гравитации через величины, напоминающие электрическое и магнитное поля. В рамках более ранней работы исследователи показали, что гравитационные поля могут образовывать двумерные структуры, одна из размерностей которых связана с пространством, а другая — со временем.
Новая статья опубликована 28 октября в журнале Physical Review D. Согласно полученным результатам, гравитационные листы не всегда сохраняют исходную связь: они могут разрываться и соединяться в другом порядке. Однако одного нарушения прежнего правила недостаточно, поскольку структуры иногда лишь смещаются относительно потока и остаются связанными с иным движением; настоящее пересоединение возникает тогда, когда альтернативного потока нет.
Учёные также установили, что пересоединение способно менять местную скорость обмена энергией и импульсом, а также гравитационную спиральность — величину, связанную с закрученностью и переплетением линий поля. Возможными природными условиями для этого процесса названы области около сингулярностей чёрных дыр, совокупное воздействие слабых гравитационных волн и квантовые эффекты, связанные с излучением Хокинга. Исследователи допускают, что явление может иметь значение при слиянии чёрных дыр или столкновении нейтронных звёзд, однако его возможный след в гравитационных волнах ещё предстоит изучить.