Ученые заявили, что черные дыры могут состоять из темной энергии

NASA

Исследователи из Гавайского университета в Маноа выявили и исправили небольшую ошибку, которая была допущена при применении уравнений Эйнштейна для моделирования расширения Вселенной.

Обычно физики исходят из того, что космологически большая система, такая как Вселенная, нечувствительна к деталям малых систем, содержащихся в ней. Астроном Кевин Крокер и математик Джоэль Вайнер показали, что это предположение может оказаться неверным для компактных объектов, которые возникают в результате коллапса и взрыва очень крупных звезд.

«В течение 80 лет мы, как правило, работали, предполагая, что на Вселенную не оказывали большого влияния определенные детали какого-нибудь маленького региона», - сказал Крокер. «Теперь понятно, что общая теория относительности может четко связать коллапсирующие звезды - регионы размером с Гонолулу - с поведением Вселенной в целом, которая в миллиарды и миллиарды раз больше», - добавил он.

Крокер и Вейнер доказали, что скорость расширения Вселенной может зависеть от поведения таких компактных объектов, и наоборот, - на сами объекты может влиять и расширение Вселенной, отдавая и забирая энергию в зависимости от их состава. Таким образом, ученые смогли установить неожиданные связи между физикой космологических и компактных объектов, что, в свою очередь, приводит ко многим новым гипотезам.

Одним из результатов этого исследования является то, что скорость роста Вселенной предоставляет информацию о том, что происходит со звездами в конце их жизни. По мнению астрономов, после смерти большие звезды образуют черные дыры, но это не единственный возможный вариант. В 1966 году Эраст Глинер, молодой физик из Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе в Ленинграде, предложил альтернативную гипотезу о том, что такие звезды должны разрушаться в то, что теперь можно назвать «Общими объектами темной энергии» (GEODE). Эти объекты, в свою очередь, выглядят как черные дыры, если смотреть снаружи, но, в отличие от черных дыр, вместо сингулярности, они содержат Темную Энергию.

В 1998 году две независимые группы астрономов обнаружили, что скорость расширения Вселенной увеличивается. Ученые считают, что это согласуется с теорией о равномерном действии темной энергии. Однако то, что свой вклад в этот процесс могли внести GEODE, доказано не было.

Теперь с помощью исправленных расчетов Крокер и Вейнер показали, что если часть самых старых звезд превратится не в черные дыры, а в такие объекты, то сегодня они могли бы произвести необходимую однородную темную энергию.

Результаты этого исследования также применимы к сталкивающимся двойным звездным системам, наблюдаемым с помощью гравитационных волн обсерватории LIGO-Virgo. Впервые такое столкновение удалось зафиксировать в 2016 году. Исследователи знали, что эти системы существуют, но эта пара объектов оказалась неожиданно тяжелой - примерно в 5 раз больше, чем масса черной дыры, предсказанная компьютерным моделированием.

Используя исправленные расчеты Крокер и Вейнер решили выяснить, возможно ли что обсерватория LIGO-Virgo зафиксировала столкновение GEODE, а не двух черных дыр. В результате они обнаружили, что объекты темной энергии растут вместе со Вселенной, что со временем на самом деле может привести к таким столкновениям. Более того, начальная масса GEODE увеличивается в 4-8 раз, что грубо согласуется с наблюдениями LIGO-Virgo.

Исследователи постарались максимально отделить свою гипотезу от существующей теории GEODE, подчеркнув, что черные дыры — это еще не конец.

«Мы показали, что если GEODE существуют, то они могут легко привести к наблюдаемым нами явлениям, для которых в настоящее время отсутствуют убедительные доказательства. Мы думаем, что о GEODE будет много других выводов, включая и их отрицание. Но пока мы только начали царапать поверхность», - заключили ученые.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: