Что если изменить саму «гравитационную ткань»? В новой статье учёные проверили, существует ли чёрная дыра BTZ в двух модифицированных теориях гравитации: с обратным тензором Риччи и f(R)-гравитации. Оказалось, что решение сохраняется, но космологическая постоянная меняется. Траектории частиц (геодезические) удалось выписать точно через простые функции и сравнить с общей теорией относительности для разных типов дыр. Это открывает путь к экспериментальной проверке альтернативных теорий гравитации.
Пространство-время в теории Эйнштейна ведёт себя как резиновая плёнка: массивные тела её прогибают. Но ускоренное расширение Вселенной намекает, что плёнка может иметь необычные свойства. Чтобы проверить новые правила гравитации, физики используют упрощённые модели — например, чёрные дыры в двумерных мирах. Одна из таких «игрушек» — BTZ-дыра: она живёт на плоскости, но сохраняет главные черты настоящей.
В модифицированной теории гравитации такая дыра тоже возникает, однако параметр, управляющий разбеганием галактик, становится иным. Частицы и свет движутся по новым траекториям, которые удалось рассчитать точно — словно мяч, катящийся по искривлённой плёнке. Сравнение с эйнштейновским случаем выявило тонкие отличия. Возможно, однажды они позволят обойтись без гипотетической тёмной энергии для объяснения ускорения космоса.
🎯 В двумерной вселенной чёрная дыра — это не шар, а круг, и её горизонт событий — простая линия. При этом формулы для падающего наблюдателя почти не отличаются от трёхмерного случая.
🎬 Физики часто конструируют миры с меньшим числом измерений — как в романе «Флатландия» Эдвина Эбботта, где плоские существа не подозревают о высоте. BTZ-дыра — их версия чёрной дыры.