Les trous noirs à cinq dimensions peuvent détruire la théorie générale de la relativité

Une simulation sur le superordinateur COSMOS, menée par des physiciens théoriciens de Cambridge et de l'Université Queen Mary de Londres, a montré que les trous noirs se formant dans un univers à plus de quatre dimensions devraient se désintégrer en singularités nues. Certes, seuls les trous noirs d'une forme spéciale seront affectés par cette propriété.

La singularité nue est un point de densité infinie, près duquel la théorie générale de la relativité devient insolvable, c'est-à-dire qu'elle perd sa capacité prédictive.

Le physicien anglais Roger Penrose a formulé le " principe de censure spatiale"Qui déclare que" la nature abhorre une singularité nue ". Par la suite, les physiciens ont également avancé d'autres hypothèses: Stephen Hawking a précisé que les singularités, si elles existent, devraient certainement être cachées à l'observateur - par exemple, l'horizon du trou noir. Ce principe a été appelé "Une forme faible de censure cosmique."

Dans notre espace-temps à quatre dimensions, les trous noirs ont une forme sphérique (et aussi, les objets peuvent se former sous la forme d'un anneau d'épaisseur nulle mais de rayon non nul, appelé " anneau " «Singularité singulière » ou «singularité Kerr»).

Étant donné que GTR ne fait aucune déclaration sur le nombre de mesures existantes, les physiciens soumettent périodiquement la théorie à des vérifications dans des espaces avec un grand nombre de dimensions afin, par exemple, de vérifier l'existence d'une censure cosmique en eux. En 2002, les physiciens Emparan et Real ont calculé que dans un espace de plus de quatre dimensions, des trous noirs non sphériques peuvent exister - par exemple, des anneaux noirs.



L'étude du comportement de ces anneaux a été réalisée par des théoriciens britanniques.. La simulation sur un supercalculateur a montré que ces anneaux sont instables. Le plus souvent, ils s'effondrent dans un trou noir sphérique ordinaire, mais des anneaux très fins peuvent se transformer en une sorte de perles, où les épaississements sont séparés par des cordes de plus en plus fines. Toute cette structure se décompose finalement et conduit à la formation de singularités nues.

«Alors que la singularité se cache derrière l'horizon des événements, elle ne dérange personne et la relativité générale tient bon. Le principe de la censure cosmique suggère que cela se produit toujours », explique un co-auteur de [Markus Kunesch], un étudiant de Cambridge. - Tant que le principe est vrai, nous prédisons avec succès l'avenir près des trous noirs. Après tout, la physique, en fait, essaie de prédire l'avenir sur la base des connaissances existantes sur l'état actuel de l'univers. »

«L'existence de singularités nues décompose l'ensemble du RTM», explique le co-auteur de l'ouvrage, Saran Tunyasuvunakool, un autre étudiant. - Et si le GRT tombe en panne, tout monte à l'envers, car sa capacité prédictive disparaît. Et puis il ne peut plus être utilisé comme une théorie indépendante expliquant l'univers. "

Le supercalculateur COSMOS est situé à Cambridge et a une puissance de traitement de 38,6 TFLOPS, et est basé sur des systèmes SGI UV2000 avec 1856 cœurs Intel Xeon E5-2600, 14,8 To de RAM et le 31e coprocesseur Intel® Xeon PhiTM.

Source: https://habr.com/ru/post/fr390765/