يتصرف كوننا كغشاء مرن مشدود: الأجسام الضخمة تثقله، مما يسبب انحناء الزمكان — أي الجاذبية. في نظرية العالم على الغشاء، يُضاف بعد خفي، ويصبح هذا الغشاء مجرد سطح في فضاء متعدد الأبعاد. يحدد توتر الغشاء مدى تثقل الغشاء: كلما كان التوتر أضعف، كانت الجاذبية أضعف.
درس العلماء كيف يؤثر ذلك على الثقوب السوداء من نوع شفارتسشيلد، المحاطة بسحابة كثيفة من الجسيمات. بالنسبة للثقوب الخفيفة (أقل من كتلة نجم)، فإن الجاذبية الضعيفة قد لا تشكل أفقاً — أي الحد الذي لا يمكن لأي شيء الإفلات منه. تُستمد القيود على توتر الغشاء من أرصاد النجوم النيوترونية.
تأثير غير متوقع: ظل الثقب الأسود يكبر، بينما تنكمش حلقة أينشتاين — الطوق الضوئي المحيط به. قياس هذين المتغيرين قد يكشف وجود أبعاد إضافية.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2605.26124
We investigate the impact of braneworld theory on the astrophysical environment surrounding a black hole. The black hole is sourced by localized matter from the bulk, which could describe both regular and singular (Schwarzschild) black hole. Employing an Einstein cluster description for the environment, we find that the anisotropic nature of the cluster, coupled with finite brane tension, leads to a weakening of gravity due to the quadratic and nonlocal corrections to the effective four-dimensional field equations. Consequently, this effect prevents horizon formation within the environment. Applying current constraints on the brane tension derived from neutron star observations, we demonstrate that this effect is particularly relevant for sub-stellar mass black holes embedded in compact environments. Furthermore, we investigate the optical signatures of finite brane tension in this scenario, specifically focusing on the black hole shadow and Einstein ring radii. We show that the Einstein ring radius decreases with a smaller brane tension, whereas the black hole shadow radius increases--somewhat contradicts the weakening gravity effects. Ultimately, these two observables may jointly serve to constrain the value of the brane tension in a very specific astrophysical scenarios.
إذا اختفى توتر الغشاء، لأصبح كوننا مسطحاً تماماً وبلا جاذبية.
في فيلم «إنترستيلر»، تعيش كائنات فائقة التطور في أبعاد خمسة — وهذا يشبه فكرة الغشاء من النظريات العلمية.