Pokud byste se měli ponořit do černé díry (něco, co bychom nedoporučovali), pravděpodobně byste ve středu našli singularitu nebo nekonečně malý a hustý bod. Nebo to je to, co fyzikové vždy mysleli.
Ale nyní pár vědců naznačuje, že některé černé díry nemusí být černé díry vůbec. Místo toho to mohou být podivné objekty plné temné energie - tajemná síla myšlenky, která tlačí na hranice vesmíru a způsobuje, že se rozšiřuje stále rostoucí rychlostí.
„Pokud jsme si mysleli, že černé díry jsou ve skutečnosti objekty bez singularit, pak zrychlené rozšíření našeho vesmíru je přirozeným důsledkem Einsteinovy teorie obecné relativity,“ řekl Kevin Croker, astrofyzik na Havajské univerzitě v Mānoa.
Croker a jeho kolega popisují tento nápad v nové studii zveřejněné online 28. srpna v Astrophysical Journal. Pokud mají pravdu a jedinečnost v srdci černé díry by mohla být nahrazena podivnou energií, která odhodí všechno od sebe, což může revoluci změnit způsob, jakým přemýšlíme o těchto hustých objektech.
Duo nebylo na odhalení toho, co je uvnitř černé díry. Croker a Joel Weiner, emeritní profesor matematiky na stejné univerzitě, se dívali na Friedmannovy rovnice, které jsou zjednodušeny z Einsteinovy teorie obecné relativity. (Relativita popisuje, jak se časově a hmotně deformují časoprostor.) Fyzici používají Friedmannovy rovnice k popisu expanze vesmíru, částečně proto, že matematika je jednodušší než v Einsteinově těle rovnic popisujících relativitu. Tým zjistil, že aby bylo možné správně napsat Friedmanovy rovnice, musí být s ultradense a izolovanými oblastmi vesmíru, jako s neutronovými hvězdami a černými dírami, zacházeno stejně matematicky jako se všemi ostatními oblastmi. Dříve se kosmologové domnívali, že bylo rozumné ignorovat vnitřní detaily ultradense a izolovaných oblastí, jako je vnitřek černé díry.
„Ukázali jsme, že existuje jen jeden způsob, jak správně,“ řekl Croker Live Science. "A pokud to uděláte jedním způsobem, což je správný způsob, jak to udělat, najdete nějaké zajímavé věci."
Nové výsledky naznačují, že veškerá temná energie potřebná k urychlené expanzi vesmíru by mohla být obsažena v těchto alternativách k černým otvorům. Vědci to objevili v matematice poté, co opravili způsob, jak napsat Friedmannovy rovnice. A v následném příspěvku předloženém The Astrophysical Journal a zveřejněném 7. září v předtištěném časopise arXiv ukázali, že tyto alternativy k černým otvorům, nazvané Generic Objects of Dark Energy (GEODEs), by také mohly pomoci vysvětlit zvláštnosti v gravitační- pozorování vln od roku 2016.
Matematika z Friedmannůch rovnic ukázala, že v průběhu času tyto ultradense objekty přibývají na váze jednoduše díky expanzi vesmíru, i když pro ně neexistuje materiál, který by mohl spotřebovat. Stejně jako světlo cestující skrz rozšiřující se prostor ztrácí energii - efekt známý jako červený posun - hmota také ztrácí váhu, jak se prostor rozšiřuje. Účinek je obvykle tak malý, že ho nelze vidět. Ale v ultradenziálním materiálu s velmi silnými tlaky uvnitř, známém jako relativistický materiál, je účinek znatelný. Temná energie je velmi relativistická a její tlak působí opačně k normální hmotě a světlu - takže předměty z ní (jako jsou tyto hypotetické GEODE) přibývají na váze v průběhu času.
"Světlo je divná věc. Chová se proti sobě, v mnoha ohledech," řekl Croker. „Lidé neočekávali, že toto chování lze projevit i v jiných objektech. Ukázali jsme, ano, můžete to vidět v jiném objektu,“ konkrétně uvnitř GEODE.
GEODE byly poprvé navrženy jako nápad v 60. letech, ale matematika, která je podporovala, byla vypracována teprve nedávno. Ukázalo se však, že tyto podivné objekty mohou také poskytnout jednoduché vysvětlení pozorovaných fúzí velkých černých děr. V roce 2016 členové laserové interferometrové gravitační vlnové observatoře (LIGO) -Virgo oznámili, že měli vůbec první pozorování fúzí černé díry, ale vypočtené hmotnosti předpokládaných černých děr byly neočekávané - vědci očekávali, že tyto masy budou buď mnohem vyšší nebo nižší.
Ale GEODE na rozdíl od tradičních černých děr získávají na váze v průběhu času. Kdyby se dva GEODE, které se vytvořily v mladším vesmíru, nakonec střetly, v době, kdy by se srazily, by narostly větší než typické černé díry. V tomto okamžiku by se hmotnosti GEODE shodovaly s masami pozorovanými při srážce pozorované LIGO-Panna. Namísto toho, aby si museli představit vysoce specifickou situaci, která vedla ke spojení, by GEODE mohly poskytnout jednodušší řešení pro vysvětlení připomínek.
Ne všichni vědci jsou však přesvědčeni. Nový popis těchto objektů je „kontraintuitivní a těžko stravitelný“, řekl Vitor Cardoso, profesor fyziky na Instituto Superior Técnico v portugalském Lisabonu, který se studie nezúčastnil, řekl Live Science v e-mailu. Dodal však: „Líbí se mi myšlenka na nalezení alternativ k černým dírám - nutí nás posílit paradigma černé díry. Někdy je také těžké najít věci, pokud je nebudeme hledat.“
