Ученые-математики из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружили новый способ «смять» ткань пространства-времени, и к счастью такое возможно сейчас только в теории. «Мы демонстрируем, что пространство-время не может оставаться плоским в локальном масштабе в точке, где сталкиваются две ударные волны» — рассказывает Блэйк Темпл (Blake Temple), профессор математики Калифорнийского университета. — «Это новый вид так называемой сингулярности в Общей теории относительности Альберта Эйнштейна».

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна объясняет происхождение таких явлений как гравитация искривлениями пространственно-временного континуума, но начинается это все с предположения что любой локальный участок этого континуума выгладит «плоским». Исключения из этого правила называют сингулярностями, участками пространства-времени, которые не являются плоскими в любой системе координат. Такие участки существую возле черных дыр и других сврхмассивных космических объектов, где искривления пространства проявляются весьма сильно.

Профессор Темпл и его команда исследовали математику распространения взрывных ударных волн в идеальной жидкости, жидкости, которая не имеет коэффициента сжатия и существует только в теории. Расчеты показали, что в точках, где происходит столкновение двух ударных волн возникают искривления пространства-времени, сингулярности из Общей теории относительности.

Ударная взрывная волна создает резкие изменения и неоднородности в давлении и плотности идеальной жидкости. Так как идеальная жидкость не может сжиматься, то градиенты давления и плотности приводят к появлению искривления пространства-времени. Этот факт был известен еще с 1960-х годов, но силы искривления, создаваемого одной ударной волной не достаточно для того, что бы нарушить в какой-нибудь точке пространства «плоскую» структуру пространства-времени.

Было проведено математическое моделирование, в котором были задействованы две модели ударных взрывных волн. Особенно ученых интересовал анализ явлений и процессов, происходящих в точке, где сталкиваются две волны. И ученые обнаружили, что столкновение привело к возникновению нового вида сингулярности, который получил название «регулярная сингулярность». В настоящее время ученые продолжают теоретические исследования, направленные на выяснение того, могут ли резкие градиенты пространственно-временной ткани в регулярных сингулярностях стать причиной возникновения эффектов, таких как гравитационные волны в реальном мире.