Новий метод оцінки відхилення світла гравітацією чорних дір може підтвердити наявність у Всесвіті додаткових вимірювань.
Викривлення напрямку поширення випромінювання під дією потужного гравітаційного поля - одне з відомих наслідків Загальної Теорії Відносності. Такі гравітаційні лінзи дійсно спостерігаються у Всесвіті і служать відмінним практичним підтвердженням справедливості викладок Ейнштейна - як правило, вони являють собою такі масивні тіла, як щільні галактики і цілі їх скупчення. Наприклад, відомий Хрест Ейнштейна - зображення далекого квазара, викривлене при проходженні світла в околицях лежачої між ним і нами галактики ZW 2237 + 030. Ще більш досконалу картину гравітаційної лінзи можна побачити в нашій замітці «Кільця, лінзи і підкови».
Але такий же ефект гравітаційної лінзи повинні надавати і чорні діри - в тому числі і надмасивна діра, що знаходиться в активному центрі нашої галактики. Відповідний аналіз провели американські астрофізики Амітай Бін-Нан (Amitai Bin-Nun), Джастін Хурі (Justin Khoury) і Раві Шет (Ravi Sheth). Амітай Бін-Нан розповідає: «Ми виявили, що якщо наш Всесвіт описується теорією, що включає додаткові вимірювання, то випромінювання в околицях надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху буде інтенсивнішим, ніж у тому випадку, якщо їх немає».
Вчені оцінили ефекти гравітаційного лінзування на світло зірок, розташованих безпосередньо навколо Стрільця A * - компактного джерела радіовипромінювання, яке зазвичай пов'язують з чорною дірою в центрі Чумацького Шляху. Потужний вплив її гравітації має вносити помітні спотворення в траєкторію руху світла від цих зірок, створюючи ілюзію множинного зображення окремих зірок - як у випадку з Хрестом Ейнштейна.
Вчені теоретично розрахували положення і яскравість цих «вторинних» ілюзорних зображень зірок. Показано, що яскравість цих зображень повинна бути змінною, і досягати максимуму в ті моменти, коли зірка опиняється на лінії, що з'єднує нас і Стрільця А * (але, звичайно, позаду чорної діри).
Крім того, показано, що якщо описувати саму надмасивну чорну діру в рівняннях, що базуються на моделі Рендалла-Сундруму, яка включає уявлення про п'ятимірну структуру Всесвіту, «вторинне» зображення зірки S2, розташованої якраз в потрібній області простору, до 2018 р. буде на 44% більш яскравим, ніж якщо вимірювань всього чотири. А значить, достатньо підготувати і провести точний експеримент - і ми дізнаємося, нарешті, чи обмежується наша світобудова трьома просторовими і одним часовим вимірами, чи ні.
Все це варто прийняти лише з деякими застереженнями. Як це зазвичай робиться в подібних, найскладніших з математичної точки зору роботах, вчені прийняли ряд спрощень - скажімо, щодо форми чорної діри в п'ятимерному просторі, - а також відкинули деякі заплутуючі картину «деталі» - такі, як обертання чорної діри. Та й взагалі, поки важко сказати, чи зможуть наші наземні телескопи, враховуючи величезну нудність в околицях центру галактики і потужність вихідного звідти випромінювання, розрізнити хоча б вторинне зображення зірки. Не кажучи вже про те, щоб відокремити нюанси його яскравості від інших факторів.
За прес-релізом University of Pennsylvania
