Jei norėtumėte pasinerti į juodąją skylę (ko mes nerekomenduotume), greičiausiai centre atsidursite išskirtinumas arba be galo mažas ir tankus taškas. Arba to, ką visada manė fizikai.
Tačiau dabar mokslininkų pora siūlo manyti, kad kai kurios juodosios skylės išvis negali būti juodosios skylės. Vietoj to, tai gali būti keistai objektai, užpildyti tamsiąja energija - paslaptinga jėga, manoma, stumia visatos ribas, todėl ji plečiasi vis didėjančiu greičiu.
„Jei tai, kas, mūsų manymu, buvo juodosios skylės, iš tikrųjų yra objektai, neturintys išskirtinumų, tai spartesnė mūsų visatos plėtra yra natūrali Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos pasekmė“, - teigė Havinio universiteto Manoa universiteto astrofizikas Kevinas Crokeris.
Crokeris ir kolega apibūdina šią idėją naujame tyrime, paskelbtame internete rugpjūčio 28 d., Astrophysical Journal. Jei jie teisūs, o juodosios skylės išskirtinumą galėtų pakeisti keista energija, skleidžianti viską viena nuo kitos, tai gali pakeisti revoliuciją to, kaip mes galvojame apie šiuos tankius objektus.
Duetas neišėjo išaiškinti, kas yra juodosios skylės viduje. Crokeris ir Joelis Weineriai, to paties universiteto matematikos profesoriai, žiūrėjo į Friedmanno lygtis, supaprastintas iš Einsteino bendrosios reliatyvumo teorijos. (Santykis apibūdina, kaip masė ir energija deformuoja erdvės metu.) Fizikai naudoja Friedmanno lygtis, kad aprašytų Visatos plėtimąsi, iš dalies todėl, kad matematika yra paprastesnė nei Einšteino lygčių, apibūdinančių reliatyvumą, kūne. Komanda nustatė, kad norint tinkamai užrašyti Friedmanno lygtis, ultradense ir izoliuotosios kosmoso sritys, tokios kaip neutroninės žvaigždės ir juodosios skylės, turi būti traktuojamos taip pat matematiškai, kaip ir visos kitos sritys. Anksčiau kosmologai manė, kad yra pagrįsta nekreipti dėmesio į vidinius ultradense ir izoliuotų regionų elementus, pavyzdžiui, juodosios skylės vidų.
„Mes parodėme, kad yra tik vienas būdas teisingai“, - „Live Science“ pasakojo Crokeris. "Ir jei jūs darote tai vienu būdu, kuris yra teisingas būdas, jūs rasite keletą įdomių dalykų."
Nauji rezultatai rodo, kad šiose juodųjų skylių alternatyvose galėtų būti visa tamsi energija, reikalinga spartesniam Visatos plėtimuisi. Tyrėjai tai atrado matematikoje, po to, kai ištaisė būdą, kaip surašyti Friedmanno lygtis. Tolesniame darbe, pateiktame „Astrophysical Journal“ ir paskelbusiame rugsėjo 7 d. Žurnale „arXiv“, jie parodė, kad šios juodųjų skylių alternatyvos, vadinamos „Generic Dark Energy Objects“ (GEODEs), taip pat galėtų padėti paaiškinti gravitacinio bangų stebėjimai nuo 2016 m.
Matematika iš Friedmanno lygčių parodė, kad laikui bėgant šie nepaprastai tankūs objektai priauga svorio vien dėl visatos išsiplėtimo, net kai nėra netoliese esančios medžiagos, kurią jie galėtų vartoti. Lygiai taip pat, kaip šviesa, keliaujanti per besiplečiančią erdvę, praranda energiją - tai poveikis, žinomas kaip raudonojo poslinkio - materija taip pat praranda svorį, nes erdvė plečiasi. Paprastai poveikis yra toks mažas, kad jo neįmanoma pamatyti. Tačiau labai tankios medžiagos, turinčios labai stiprų slėgį viduje, vadinamos relativistine medžiaga, poveikis tampa pastebimas. Tamsi energija yra gana reliatyvi, o jos slėgis veikia priešingai nei normali materija ir šviesa - todėl iš jos sudaryti daiktai (kaip ir šie hipotetiniai GEODAI) laikui bėgant priauga svorio.
"Šviesa yra savotiškas keistas dalykas. Įvairiais būdais ji elgiasi neintuityviai", - teigė Crokeris. "Žmonės nesitikėjo, kad toks elgesys gali būti demonstruojamas ir kituose objektuose. Bet mes parodėme, taip, jūs galite tai pamatyti kitame objekte", būtent GEODE viduje.
„GEODE“ kaip idėja pirmą kartą buvo pasiūlyta septintajame dešimtmetyje, tačiau juos palaikanti matematika buvo parengta visai neseniai. Tačiau paaiškėja, kad šie keistai atrodantys objektai taip pat galėtų pateikti paprastą paaiškinimą apie pastebėtus didelius juodųjų skylių susiliejimus. 2016 m. Lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijos (LIGO) ir „Virgo“ nariai paskelbė turintys pirmuosius juodųjų skylių susijungimo stebėjimus, tačiau apskaičiuotos tariamų juodųjų skylių masės buvo netikėtos - mokslininkai tikėjosi, kad masės bus arba daug aukštesnis, arba žemesnis.
Tačiau GEODE, skirtingai nei tradicinės juodosios skylės, laikui bėgant priauga svorio. Jei du jaunesnėje visatoje susiformavę GEODAI galų gale susidurtų, iki to laiko, kai jie susidurtų, jie būtų išaugę didesni nei tipiškos juodosios skylės. Iki to laiko „GEODE“ masės sutaps su LIGO-Virgo stebimo susidūrimo matomomis masėmis. Užuot turėję įsivaizduoti labai specifinę situaciją, kuri paskatino susijungimą, „GEODE“ galėtų pateikti paprastesnį sprendimą paaiškinimams paaiškinti.
Vis dėlto ne visi mokslininkai yra įsitikinę. Naujas šių objektų aprašymas yra „neintuityvus ir sunkiai virškinamas“, - „Live Science“ elektroniniame laiške pasakojo Vitor Cardoso, Portugalijos universiteto „Instituto Superior Técnico“ fizikos profesorius, nedalyvavęs tyrime. Tačiau jis pridūrė: "Man patinka idėja surasti juodųjų skylių alternatyvas - tai verčia mus sustiprinti juodųjų skylių paradigmą. Be to, kartais sunku rasti dalykų, jei jų neieškome".
