Ако бихте се потопили в черна дупка (нещо, което не бихме ви препоръчали), вероятно в центъра ще намерите сингулярност или безкрайно малка и плътна точка. Или това са мислили физиците винаги.
Но сега двойка учени предполагат, че някои черни дупки може да не са никакви черни дупки. Вместо това те могат да бъдат странни предмети, пълни с тъмна енергия - тайнствената сила, която се смяташе да прокара границите на Вселената, причинявайки тя да се разраства с непрекъснато нарастваща скорост.
"Ако това, което смятахме за черни дупки, всъщност са обекти без особености, тогава ускореното разширяване на нашата Вселена е естествено следствие от теорията на Айнщайн за общата относителност", казва Кевин Крокер, астрофизик от Хавайския университет в Маноа.
Крокер и негов колега описват тази идея в ново проучване, публикувано онлайн на 28 август в Astrophysical Journal. Ако са прави и сингулярността в основата на черна дупка би могла да бъде заменена от странна енергия, хвърляща всичко разделно, което може да промени революцията по начина, по който мислим за тези плътни предмети.
Дуото не беше навън да разкрие какво има вътре в черна дупка. Крокър и Джоел Вайнер, професор по математика в същия университет, разглеждаха уравненията на Фридман, които са опростени от теорията на Айнщайн за общата относителност. (Относителността описва как масата и енергията изкривяват пространството-времето.) Физиците използват уравненията на Фридман, за да опишат разширяването на Вселената, отчасти защото математиката е по-проста, отколкото в тялото на уравнения на Айнщайн, описваща относителността. Екипът установява, че за да запишат правилно уравненията на Фридман, ултрадънните и изолирани области на космоса, като неутронни звезди и черни дупки, трябва да бъдат третирани по същия математически начин, както всички останали области. Преди това космолозите смятаха, че е разумно да се игнорират вътрешните детайли на ултра плътните и изолирани региони, като вътрешността на черна дупка.
"Показахме, че има само един начин за правилно", казва Крокер пред Live Science. "И ако го направите по един начин, което е правилният начин да го направите, ще намерите някои интересни неща."
Новите резултати предполагат, че цялата тъмна енергия, необходима за ускореното разширяване на Вселената, би могла да се съдържа в тези алтернативи на черните дупки. Изследователите откриха това в математиката, след като бяха коригирали начина, по който да напишат уравненията на Фридман. И в следващ документ, представен в The Astrophysical Journal и публикуван на 7 септември в списанието за отпечатване arXiv, те показаха, че тези алтернативи на черните дупки, наречени Generic Objects of Dark Energy (GEODEs), също могат да помогнат за обясняване на особеностите в гравитационния вълнови наблюдения от 2016 г.
Математиката от уравненията на Фридман показа, че с течение на времето тези ултра плътни обекти наддават на тегло просто поради разширяването на Вселената, дори когато няма наблизо материал, който те да консумират. Точно както светлината, пътуваща през разширяващото се пространство, губи енергия - ефект, известен като червено изместване - материята също губи тегло, докато пространството се разширява. Ефектът обикновено е толкова мъничък, че не може да се види. Но в свръх плътния материал с много силен натиск вътре, известен като релативистичен материал, ефектът става забележим. Тъмната енергия е много релативистка и нейното налягане действа противоположно на нормалната материя и светлина - така обектите, направени от нея (като тези хипотетични ГЕОДИ), наддават с течение на времето.
"Светлината е нещо странно. Тя се държи контраинтуитивно, в много отношения", каза Крокер. „Хората не са очаквали, че това поведение може да се прояви и в други обекти. Но ние показахме, да, можете да го видите в друг обект“, а именно вътре в GEODE.
GEODE за първи път бяха предложени като идея през 60-те години, но математиката, която ги подкрепя, беше разработена едва наскоро. Но се оказва, че тези странни обекти биха могли да дадат и просто обяснение за наблюдаваните големи сливания в черна дупка. През 2016 г. членовете на Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) -Virgo съобщиха, че имат първите по рода си наблюдения за сливане на черна дупка, но изчислените маси от предполагаемите черни дупки са неочаквани - учените очакват масите да бъдат или много по-високи, или по-ниски.
Но GEODE, за разлика от традиционните черни дупки, наддават с течение на времето. Ако в крайна сметка два GEODE, които се бяха образували в по-младата Вселена, до момента на сблъсъка те щяха да станат по-големи от типичните черни дупки. До този момент масите на GEODE биха съвпадали с масите, наблюдавани при сблъсъка, наблюдаван от LIGO-Дева. Вместо да се налага да измислят силно специфична ситуация, довела до сливането, GEODE могат да предоставят по-просто решение за обяснение на наблюденията.
Не всички учени обаче са убедени. Новото описание на тези обекти е "противодействащо и трудно смилаемо", каза в имейл пред Live Science Витор Кардосо, професор по физика в Instituto Superior Técnico в Лисабон, Португалия, който не е участвал в изследването. Но той добави: „Харесва ми идеята да намерим алтернативи на черните дупки - това ни принуждава да засилим парадигмата на черната дупка. Също така понякога е трудно да намерим неща, ако не ги търсим.“
