Направени ли са черните дупки от тъмна енергия

Двама изследователи от Хавайския университет в Маноа са идентифицирали и коригирали малка грешка, допусната при прилагането на уравненията на Айнщайн за моделиране растежа на Вселената.

Физиците обикновено приемат, че една космологично голяма система, каквато е Вселената, е нечувствителна към детайлите в малките системи, които съдържа. Кевин Крокер, докторант в Катедрата по физика и астрономия, и Джоел Вайнер от Катедрата по математика на Хавайския университет, показаха, че това предположение не е вярно за компактните обекти, оставащи след избухването и разпадането на много големите звезди.

„В продължение на 80 години ние по принцип работехме, стъпили върху предположението, че Вселената не бива засегната от детайлите в някой малък регион”, обяснява Крокер. „Вече е ясно, че общата относителност може да свърже разпаднали се звезди – региони с големината на Хонолулу– с поведението на Вселената като цяло, която е повече от милиард пъти по-голяма.”

Крокер и Вайнер демонстрираха, че темпът на растеж на Вселената може да бъде чувствителен към средния принос на такива компактни обекти. Аналогично, същите обекти имат връзка с растежа на Вселената и могат да придобият или загубят енергия в зависимост от състава на обектите. Това е важно сведение, тъй като разкрива неочаквани зависимости между космологичната и компактната физика на обектите, което от своя страна води до много нови прогнозни наблюдения.

Едно от следствията от това изследване е, че темпът на растеж на Вселената предоставя информация за това какво се случва със звездите в края на техния живот. Обикновено астрономите приемат, че когато умрат, големите звезди формират черни дупки, но това не е единствената възможност. През 1966 г. Ераст Глинер, млад физик от Физико-техническия институт Иофе в Ленинград, предлага алтернативната хипотеза, че много други звезди се разрушават в нещо, което днес се нарича Генерични обекти на тъмната енергия (ГОТЕ). Това са черни дупки, гледани отвън, но за разлика от истинските черни дупки, те съдържат тъмна енергия, вместо сингулярност.


РЕКЛАМА:

***

През 1998 г. два независими екипа от астрономи откриват, че разширяването на Вселената се ускорява, с наличието на еднакъв принос на тъмната енергия. Не бе признато обаче, че ГОТЕ могат да имат принос за това. Корекцията на Крокер и Вайнер показа, че ако частица от най-старите звезди се превърне в ГОТЕ, вместо в черна дупка, техният среден принос днес ще произведе необходимата равномерна тъмна енергия.

Резултатите от това проучване се отнасят и за сблъскващите се системи с двойни звезди, които могат да се наблюдават чрез гравитационни вълни с LIGO-Virgo. През 2016 г. LIGO обявиха първото наблюдение на това, което изглежда като сблъскваща се система с двойна черна дупка. Очакванията бяха, че такива системи съществуват, но двойката обекти се оказаха неочаквано тежки–с приблизително пет пъти по-голяма маса от тази на черната дупка, заложена в компютърната симулация. Използвайки корекцията, Крокер и Вайнер са обследвали дали LIGO-Virgo е двоен сблъсък на ГОТЕ вместо двоен сблъсък с черна дупка. И открили, че ГОТЕ нарастват заедно с Вселената в периодите, водещи до подобни сблъсъци. При възникването на сблъсъка, получените маси ГОТЕ стават от 4 до 8 пъти по-големи, според наблюденията на LIGO-Virgo.

Крокер и Вайнер внимателно разграничават теоретичния резултат от наблюдението в полза на сценария за ГОТЕ, като подчертават: „Черните дупки не са мъртви. Това, което показахме е, че ако ГОТЕ съществуват, те могат лесно да ни доведат до наблюдаването на явления, за които понастоящем липсват убедителни обяснения. Предвиждаме множество други следствия от наблюденията от варианта за ГОТЕ, включително и много начини той да бъде изключен. В самото начало на проучванията сме.”

 

Превод: Елена Страхилова

Източник: Science Daily

 


Европейска нощ на учените 2022 г.: