Gli astrofisici RUDN hanno proposto un nuovo metodo per il calcolo approssimativo dei parametri dei buchi neri a simmetria sferica nella teoria di Einstein-Maxwell. Confrontando i raggi d'ombra dei buchi neri ottenuti con questo metodo con soluzioni numeriche esatte, gli astrofisici hanno rivelato che l'approssimazione da loro suggerita mostra una ragionevole accuratezza del secondo ordine. Ciò significa che è possibile studiare i buchi neri stessi e i fenomeni nelle loro vicinanze, Per esempio, movimento delle particelle. L'articolo è pubblicato sulla rivista Revisione fisica D .

Il problema di ottenere un'approssimazione analitica per la metrica del buco nero nella teoria scalare di Einstein-Maxwell non è stato risolto nel caso generale in cui nessuno dei parametri è fisso. Ma è possibile costruire un'approssimazione analitica della metrica con accuratezza controllata per ottenere risultati che coincidano con le soluzioni numeriche. Esiste un approccio generale all'approssimazione, il cui miglioramento continua all'interno di vari modelli.

L'astrofisico del RUDN Roman Konoplya ha analizzato il caso di un buco nero a simmetria sferica nella teoria di Einstein-Maxwell. Assumendo un'interazione non minima tra il campo scalare ed elettromagnetico, vengono eliminati i divieti sull'esistenza di "capelli" scalari nei buchi neri, e la cosiddetta scalarizzazione spontanea dei buchi neri avviene con una carica sufficientemente grande del buco nero. I fisici di solito dicono che un buco nero "non ha capelli, " significa che i suoi unici parametri distintivi sono la sua massa, spin e carica elettrica. Ma in questo caso, il buco nero ha un parametro aggiuntivo:un "capello" scalare.

Le approssimazioni analitiche ottenute dall'astrofisico RUDN sono state utilizzate per calcolare le "ombre" proiettate dai buchi neri con un campo scalare. Si è scoperto che l'inclusione di un campo scalare aumenta il raggio dell'ombra.

I risultati dello studio degli astrofisici consentono di trovare le forme analitiche delle funzioni metriche approssimate per qualsiasi valore di parametro desiderato, così come calcolare il raggio delle ombre per ogni specifico buco nero.

Secondo gli autori dell'articolo, le approssimazioni ottenute sono pronte per essere utilizzate per l'ulteriore studio dei buchi neri scalarizzati di Einstein-Maxwell e dei fenomeni nelle loro vicinanze, come il movimento delle particelle, anello quasinormale, stabilità.

Quando il telescopio LISA entra in funzione, i "capelli" scalari possono essere visti nelle onde gravitazionali se il buco nero ha "capelli" a causa di alcuni campi di materia (scalari o altro) non minimamente interagenti. Però, secondo l'astrofisico, non si tratta del prossimo futuro, poiché in tutte queste misurazioni delle onde gravitazionali la lotta per il rapporto segnale-rumore non consente ancora di notare cambiamenti relativamente piccoli nella geometria degli oggetti compatti.