În spatele celor mai violente erupții solare se află adesea reconectarea magnetică, un fenomen în care liniile de câmp se rup, se rearanjează și eliberează cantități semnificative de energie.

Un studiu teoretic nou pornește de la ecuațiile lui Einstein pentru a investiga dacă în câmpul gravitațional pot apărea structuri asemănătoare, plăci plane ale spațiului-timp care se rup și se reunesc într-un ritm rapid, indicând o posibilă reconectare gravitațională.

Concluziile sugerează că o astfel de reconectare ar putea modifica modalitățile de transfer al energiei și impulsului dintre materie și câmpul gravitațional, iar în evenimente cosmice extreme precum fuziunile de găuri negre, fenomenul ar putea juca un rol.

De la erupțiile solare la spațiul-timp

Liniile de câmp magnetic se „îngheață” în plasma din mișcarea maselor încărcate, sincronizându-se cu fluxul de material; ele se pot întinde și torsiona, dar, în mod normal, nu se rup. Când acest pattern este încălcat, liniile se pot desparta și reconecta, eliberând energia acumulată, așa cum se întâmplă în erupțiile solare.

Luca Comisso și Felipe Asenjo au analizat dacă un proces similar poate apărea și în gravitație; gravitația și magnetismul descriu fenomene diferite, așa că nu este evident să se manifeste în același mod.

Pentru a aborda această posibilitate, cercetătorii au folosit tetrad-formalismul, o tehnică matematică care reformulează gravitația în termeni asemănători câmpurilor electrice și magnetice, facilitând compararea între cele două contexte.

Reorganizarea câmpului gravitațional

Potrivit cercetărilor, în câmpul gravitațional pot apărea structuri plane bidimensionale, în care una dintre dimensiuni este spațiul iar cealaltă este timpul, iar o astfel de placă descrie evoluția câmpului în timp.

În condiții adecvate, aceste structuri pot să se rupă și să se rearanjeze în altă configurație, apoi să se reconecteze; însă o reconectare gravitațională reală nu este garantată: este posibil ca structurile să se fi doar deplasat în raport cu fluxul de materie, rămânând în continuare conectate.

Cercetătorii au derivat ecuații care estimează viteza cu care poate avea loc reconectarea și modul în care energia și impulsul pot fi transferate între componente; acest proces ar putea modifica helicitatea gravitațională, corespunzătoare răsucirilor și interacțiunilor câmpului.

Posibile indicii din ciocnirile găurilor negre

Încă este deschis ce poate declanșa reconectarea gravitațională în natură; printre posibilele declanșatoare se numără singularitățile din centrele găurilor negre și efectele cumulate ale undelor gravitaționale minore.

Evenimentele extreme precum fuziunile de găuri negre sau ciocnirile neutronice pot crea condiții în care reconectarea gravitațională devine relevantă; câmpul gravitațional este extrem de intens iar geometria spațiului-timpului se modifică rapid.

Aceste ciocniri emit unde gravitaționale pe care observatoarele precum LIGO le detectează; cercetările viitoare vor evalua dacă reconectarea gravitațională contribuie la transferul de energie și poate lăsa semne distinctive în semnalele gravitaționale.