Общая теория относительности предсказывает существование черных дыр, последствий столкновений гигантских звезд. Та же теория утверждает, что их центр — сингулярность, место бесконечной плотности. Поскольку нам известно, что бесконечной плотности во Вселенной быть не может, эта теория считается неполной. Однако ничего лучше у нас нет.

Впрочем, есть кандидаты. Например, теория струн. В ней все частицы Вселенной являются в то же время вибрирующими струнами. Причем они вибрируют не только в трех известных нам пространственных измерениях, но и в других, которые слишком хорошо спрятаны, чтобы мы могли заметить их при помощи обычных наблюдений и экспериментов, пишет Universe Today.

Эта экзотическая структура пространства-времени дала исследователям необходимые инструменты, чтобы идентифицировать новый класс объектов, которые называют топологическими солитонами. Анализ показал, что это стабильные дефекты в ткани пространства-времени. Для существования им не нужна материя или другие силы — они такое же естественное явление на ткани пространства-времени, как трещины во льду.

Ученые из Университета Джонса Хопкинса исследовали эти солитоны путем изучения поведения света, проходящего мимо них, поскольку солитоны искривляют пространство-время вокруг себя, воздействуя на траекторию движения фотонов. Для наблюдателя эти солитоны будут казаться черными дырами, с тенями, кольцами света и прочими атрибутами.

Только приблизившись, можно будет понять, что это не черные дыры. У топологических солитонов нет горизонта событий, воображаемой границы, за которой свет не может вырваться из притяжения дыры. Так что в принципе к солитону можно приблизиться и вернуться обратно.

Топологические солитоны — очень гипотетические объекты, существование которых основывается на теории струн, не нашедшей подтверждения в современной физике. Однако эти экзотические объекты могут выступать важными составляющими исследований. Если ученые смогут найти важное наблюдаемое различие между топологическими солитонами и обычными черными дырами, можно будет попытаться проверить на прочность саму теорию струн.

Десятки лет большинство физиков склонялось к мысли, что теория струн — отсутствующее звено между общей теорией относительности, описывающей законы природы в макромире, и квантовой механикой, рассказывающей о взаимодействиях крошечных элементов. Однако международная группа ученых предоставила убедительные доказательства возможности создания теории квантовой гравитации, которая подчиняется всем фундаментальным законам физики и заменяет теорию струн.