Știai că găurile negre de fapt.. nu există?

de Laura Ghenea Postat pe 02.10.19 , 2:59 pm


Dintotdeauna s-a crezut că găurile negreu sunt o regiune în spațiul cosmic cu o forță gravitațională extrem de mare. Și ar suna suficient de convingător și în continuare, dar de curând câțiva oameni de știință sugerează că unele găurni negre s-ar putea să nu fie deloc.... găuri negre.

„Dacă ceea ce credeam că sunt găuri negre sunt de fapt obiecte fără singularități, atunci expansiunea accelerată a universului nostru este o consecință naturală a teoriei relativității generale a lui Einstein”, a declarat Kevin Croker, astrofizician la Universitatea din Hawaii din Mānoa.

Croker și un coleg descriu această idee într-un nou studiu, publicat online pe 28 august în Astrophysical Journal. Dacă au dreptate, iar ceea ce se află în inima unei găuri negre ar putea fi înlocuită cu o energie ciudată care aruncă totul deoparte, ni se pot schimba radical ideile despre ceea ce credeam că înseamnă de fapt o gaură neagră.

Croker și Joel Weiner- profesor emerit în matematică la aceeași universitate, studiau ecuațiile lui Friedmann, care reprezintă varianta simplificată a teoriei relativității generale a lui Einstein. (Relativitatea descrie modul în care masa și energia distrug spațiul-timp.) Fizicienii folosesc ecuațiile lui Friedmann pentru a descrie expansiunea universului, în mare parte pentru că matematica este mai simplă decât ceea ce presupun ecuațiile lui Einstein care descrie relativitatea. 

Echipa a descoperit că, pentru a scrie corect ecuațiile lui Friedmann, regiunile ultradense și izolate ale spațiului, precum stelele cu neutroni și găurile negre, trebuiau tratate în același mod matematic ca toate celelalte zone. Anterior, cosmologii credeau că este rezonabil să ignori detaliile interne ale regiunilor ultradense și izolate, cum ar fi interiorul unei găuri negre.

„Am arătat că există o singură cale de a ”construi aceste ecuații” corect” a spus Croker pentru Live Science. „Și dacă o faci în modul corect, găsești câteva lucruri interesante.”

Noile rezultate sugerează că toată energia întunecată necesară expansiunii accelerate a universului ar putea fi conținută în aceste alternative ale găurilor negre. Cercetătorii au descoperit acest lucru în matematică, după ce au corectat modul de a scrie ecuațiile lui Friedmann. Și într-o lucrare de urmărire trimisă către The Astrophysical Journal și postată pe 7 septembrie pe jurnalul Preprint arXiv, ei au arătat că aceste alternative ale găurilor negre, numite Obiecte generice ale energiei întunecate (GEODE), ar putea ajuta și la explicarea particularităților gravitaționale. 

Matematica din ecuațiile lui Friedmann a arătat că, în timp, aceste obiecte ultradense câștigă în greutate pur și simplu datorită extinderii universului, chiar și atunci când nu există material în apropiere pentru a le consuma. La fel cum lumina care călătorește prin extinderea spațiului pierde energie - un efect cunoscut sub numele de redshift - materia pierde, de asemenea, greutate pe măsură ce spațiul se extinde. Efectul este, de obicei, atât de mic încât nu poate fi văzut. Dar în materialele ultradense cu presiuni foarte puternice în interior, cunoscute sub numele de material relativist, efectul devine vizibil. Energia întunecată este foarte relativistă, iar presiunea ei acționează opus față de materia normală și de lumină - astfel încât obiectele făcute din ea (ca aceste GEODE ipotetice) câștigă în timp.

"Lumina este un lucru ciudat. Se comportă contraintuitiv, în multe privințe", a spus Croker. "Oamenii nu se așteptau ca acest comportament să poată fi expus și în alte obiecte. Dar am arătat, da, puteți vedea în alt obiect", și anume în GEODE.

GEODE au fost propuse pentru prima dată ca idee în anii 1960, dar matematica care le susținea a fost elaborată recent. Dar se dovedește că aceste obiecte ciudate ar putea oferi, de asemenea, o explicație simplă pentru fuziunile mari observate ale găurilor negre.

 În 2016, membrii colaborării Observatori Gravitational-Wave cu Laser Interferometru (LIGO) -Virgo au anunțat că au avut primele observații despre o fuziune a găurilor negre, dar masele calculate ale presupusei găuri negre au fost neașteptate.

Dar GEODE, spre deosebire de găurile negre tradiționale, câștigă în greutate în timp. Dacă două GEODE, care s-au format în universul mai tânăr, s-au ciocnit, în momentul în care s-ar fi produs coliziunea, ar fi crescut mai mult decât găurile negre tipice. În acel moment, masele GEODE s-ar potrivi cu masele văzute în coliziunea observată de LIGO-Virgo

Cu toate acestea, nu toți oamenii de știință sunt convinși. Noua descriere a acestor obiecte este „contraintuitivă și greu de digerat”, a spus Vitor Cardoso, profesor de fizică la Institutul Superior Tehnic din Lisabona, Portugalia, care nu a fost implicat în studiu, a declarat la Live Science într-un e-mail. Dar, a adăugat el, „îmi place ideea de a găsi alternativele găurilor negre - ne obligă să consolidăm paradigma lor. De asemenea, uneori este greu să găsim lucruri dacă nu le căutăm”.