Физици от Колумбийския университет в САЩ и Университета Адолфо Ибанес в Чили представиха теоретично описание на процес, който са нарекли „гравитационно превключване“. Процесът функционира подобно на магнитното превключване, например при слънчевите изригвания, само че в този случай става дума за гравитационни полета.
За сериозността на работата говори публикуването ѝ в списанието Physical Review D и финансирането от НАСА. Учените споделят, че при определени условия структурите на гравитационното поле могат да променят взаимната си връзка, което ще бъде съпроводено с преразпределение на енергията между гравитационното поле и материята. Изследването се основава на нов метод за математическо представяне на уравненията на общата теория на относителността на Алберт Айнщайн. Авторите не твърдят, че са открили този процес експериментално: засега всичко това е теория, но вътрешно тя е последователна.
Идеята е на автора на работата от Чили, който години наред е работил с плазма. В плазмената физика магнитното пресъединяване е добре известен процес, при който магнитните силови линии променят конфигурацията си, освобождавайки натрупаната енергия и предавайки я на заредените частици (плазмата). Слънцето редовно изхвърля облаци от плазма в различни посоки, включително към Земята, като предизвиква интензивни полярни сияния, когато такива облаци попадат точно в целта.
Безспорно, с гравитацията нещата са по-сложни, тъй като в общата теория на относителността пространство-времето има четири измерения, затова съответните структури на гравитационното поле математически се описват не с линии, а с повърхности или плоскости, докато при описанието на магнитните полета се използват линии (всички сме ги виждали, когато доближаваме магнит до железни стружки). Още едно важно уточнение: за щастие или не, но при процеса на пресъединяване на гравитационните полета не се получава разкъсване на пространство-времето. Учените описват този процес като промяна в свързаността на полетата – никой няма да се изгуби нито в пространството, нито във времето.
В основата на работата лежи така наречената тетрадна формулировка на общата теория на относителността (тетрада е гръцка дума за съвкупност от четири елемента), в която геометричните свойства на пространство-времето се изразяват с помощта на локални набори от четири взаимно независими вектора.Авторите разглеждат условие, аналогично на закона на Ом за идеална плазма: при неговото спазване се запазват гравитационните потоци и свързаността на полевите слоеве. Ако това условие бъде нарушено, свързаността може да се промени и възниква гравитационно пресъединяване. В статията изследователите също така извеждат количествени характеристики на скоростта на този процес и анализират неговото влияние върху обмена на енергия и импулс между гравитационното поле и веществото, както и върху редица други параметри.
Практическото значение на тази работа все още предстои да бъде установено. Учените смятат, че предложеният подход ще помогне за анализиране на динамиката на силно изкривеното пространство-време, по-специално при сливането на черни дупки и други компактни обекти. В момента подобни процеси се изучават предимно чрез методи на числената теория на относителността, като уравненията на Айнщайн се решават на суперкомпютри. Новата теория може да предостави допълнителни ограничения за такива изчисления и да помогне за оценката на възможните промени в енергията, отделяна при астрофизични събития.
Между другото, гравитационно-вълновите обсерватории като LIGO не интерпретират резултатите от наблюденията самостоятелно. За да разберат същността на регистрирания от тях сигнал, първо се стартират множество симулации и едва след това се търси съвпадение между получените модели и регистрирания сигнал. Ако изходните данни за моделите са по някакъв начин погрешни, това ще доведе до неправилна интерпретация на наблюдението. По този начин още един канал за получаване на данни за силни гравитационни възмущения, съпътствани от възможно прехвърляне на енергия към материята няма да е излишен, ако предложената теория намери потвърждение в астрофизичните явления, но това вече е друга тема.