Οι μαύρες τρύπες είναι φτιαγμένες από σκοτεινή ενέργεια;

Posted on 11/09/2019

0


Αντικείμενα όπως υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που βρίσκεται στον γαλαξία Messier 87 και φωτογράφισε το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων, θα μπορούσε να είναι ένα αντικείμενο από σκοτεινή ενέργεια (ονομάζονται neric Objects of Dark Energy).

Οι φυσικοί συνήθως υποθέτουν ότι ένα τεράστιο κοσμολογικό σύστημα, όπως το σύμπαν, δεν επηρεάζεται από τις λεπτομέρειες των μικρών συστημάτων που περιέχονται σ’ αυτό. Οι φυσικοί Kevin Croker και Joel Weiner , από το πανεπιστήμιο της Χαβάης, έδειξαν πως αυτή η υπόθεση μπορεί να αποτύχει για τα πολύ συμπαγή αντικείμενα που δημιουργούνται μετά την κατάρρευση και έκρηξη πολύ μεγάλων άστρων.

Οι Croker και Weiner έδειξαν ότι ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος μπορεί να εξαρτάται από την μέση συνεισφορά τέτοιων συμπαγών αντικειμένων. Επίσης, τα ίδια τα αντικείμενα μπορούν να συνδεθούν με την διαστολή του σύμπαντος, κερδίζοντας ή χάνοντας ενέργεια ανάλογα με τη σύνθεσή τους. Αυτό το αποτέλεσμα είναι σημαντικό καθώς αποκαλύπτει απρόσμενες συνδέσεις μεταξύ κοσμολογίας και φυσικής συμπαγών αντικειμένων, που με τη σειρά τους οδηγούν σε πολλές νέες προβλέψεις. Το ενδιαφέρον είναι ότι οι προβλέψεις αυτές μπορούν να ελεγχθούν πειραματικά.

Μια συνέπεια της εργασίας των δυο φυσικών είναι ότι ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος παρέχει πληροφορίες για το τι συμβαίνει με τα άστρα στο τέλος της ζωής τους. Οι αστρονόμοι συνήθως υποθέτουν ότι τα μεγάλα άστρα καταλήγουν σε μαύρες τρύπες όταν πεθαίνουν, αλλά αυτό δεν είναι το μόνο πιθανό αποτέλεσμα. Το 1966, ο φυσικός Erast Gliner, πρότεινε μια εναλλακτική υπόθεση σύμφωνα με την οποία τα πολύ μεγάλα άστρα θα έπρεπε να καταρρέουν σε αυτό που σήμερα ονομάζουμε neric Objects of Dark Energy. Αυτά τα αντικείμενα (στη συνέχεια θα τα αποκαλούμε GEODEs) φαίνονται σαν μαύρες τρύπες όταν παρατηρούνται από έξω, αλλά, σε αντίθεση με τις μαύρες τρύπες, περιέχουν σκοτεινή ενέργεια αντί για μια ιδιομορφία (singularity).

Το 1998, δύο ανεξάρτητες ομάδες αστρονόμων ανακάλυψαν ότι η διαστολή του Σύμπαντος είναι επιταχυνόμενη. Το πειραματικά αναμφισβήτητο γεγονός της επιταχυνόμενης διαστολής τους Σύμπαντος αποδόθηκε στην ομοιόμορφη συνεισφορά της μυστηριώδους σκοτεινής ενέργειας. Δεν αναγνωρίστηκε, ωστόσο, ότι τα GEODEs θα μπορούσαν να συμβάλουν σ’ αυτή την ερμηνεία. Αλλάζοντας τον φορμαλισμό, οι Croker και Weiner έδειξαν ότι αν ένα κλάσμα των παλαιότερων άστρων κατέρρευσε προς GEODEs, αντί για μαύρες τρύπες, τότε η τωρινή μέση συνεισφορά τους θα παράγει την απαιτούμενη ομοιόμορφη σκοτεινή ενέργεια.

Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης εφαρμόζονται επίσης και στα συγκρουόμενα συστήματα διπλών άστρων που παρατηρούνται από τους ανιχνευτές LIGO-Virgo, διαμέσου των βαρυτικών κυμάτων που παράγονται κατά στην σύγκρουση. Το 2016, η ερευνητική ομάδα του LIGO ανήγγειλε την πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων που αποδόθηκαν στην συγχώνευση δυο μαύρων τρυπών. Τέτοια συστήματα αναμενόταν να υπάρχουν, αλλά το ζεύγος των αντικειμένων είχε αναπάντεχα τεράστια μάζα – περίπου πέντε φορές μεγαλύτερη από τις μαύρες τρύπες που προέβλεπαν οι αντίστοιχες προσομοιώσεις σε υπολογιστές. Χρησιμοποιώντας τον διορθωμένο φορμαλισμό, οι Croker και Weiner εξέτασαν αν οι βαρυτικοί ανιχνευτές LIGO-Virgo «είδαν» συγκρούσεις GEODEs, αντί μαύρων τρυπών. Διαπίστωσαν ότι τα GEODEs αναπτύσσονται μαζί με το σύμπαν μέχρι τη στιγμή που θα καταλήξουν σε τέτοιες συγκρούσεις. Όταν πραγματοποιούνται οι συγκρούσεις, οι προκύπτουσες μάζες των GEODEs γίνονται τέσσερις έως οκτώ φορές μεγαλύτερες, κάτι που συμφωνεί με τις παρατηρήσεις των βαρυτικών ανιχνευτών LIGO-Virgo.

Οι Croker και Weiner τονίζουν: «οι μαύρες τρύπες σίγουρα δεν είναι νεκρές. Αυτό που δείξαμε είναι ότι αν υπάρχουν GEODEs, τότε μπορούν εύκολα να προκαλέσουν τα παρατηρούμενα φαινόμενα, τα οποία προς το παρόν στερούνται πειστικών εξηγήσεων. Αναμένουμε κι άλλες παρατηρησιακές συνέπειες του σεναρίου των GEODEs, συμπεριλαμβανομένων και αυτών που θα το απέκλειαν. Προς το παρόν μόλις αρχίσαμε να ξύνουμε την επιφάνεια».

Η εργασία τους με τίτλο  “Implications of Symmetry and Pressure in Friedmann Cosmology: I. Formalism”, δημοσιεύθηκε στο περιοδικό he Astrophysical Journal.

πηγή: https://www.hawaii.edu/news/2019/09/09/black-holes-dark-energy/