Če bi se potapljali v črno luknjo (nekaj, česar ne bi priporočili), bi verjetno našli sredino posebnosti ali neskončno majhno in gosto točko. Ali pa to mislijo fiziki že od nekdaj.
Toda zdaj par znanstvenikov predlaga, da nekatere črne luknje sploh niso črne luknje. Namesto tega so lahko čudni predmeti, ki so polni temne energije - skrivnostna sila se je menila, da se potiska na meje vesolja, zaradi česar se širi z vedno večjo hitrostjo.
"Če so to, kar smo mislili, črne luknje, dejansko predmeti brez posebnosti, potem je pospešena širitev našega vesolja naravna posledica Einsteinove teorije splošne relativnosti," je dejal Kevin Croker, astrofizik na Havajski univerzi v Manoi.
Croker in sodelavec to idejo opisujeta v novi študiji, objavljeni na spletu 28. avgusta v časopisu Astrophysical Journal. Če imajo prav in bi lahko posebnost v središču črne luknje nadomestila čudna energija, ki preletava vse narazen, kar lahko spremeni način razmišljanja teh gostih predmetov.
Dvoboj ni bil sposoben odkriti, kaj se skriva v črni luknji. Croker in Joel Weiner, profesor emeritus matematike na isti univerzi, sta si ogledala Friedmannove enačbe, ki so poenostavljene iz Einsteinove teorije splošne relativnosti. (Relativnost opisuje, kako masa in energija izkrivljata prostor-čas.) Fiziki uporabljajo Friedmannove enačbe za opis širitve vesolja, deloma zato, ker je matematika enostavnejša kot v Einsteinovem telesu enačb, ki opisuje relativnost. Skupina je ugotovila, da je za pravilno zapisovanje Friedmannovih enačb treba ultrazvočna in izolirana območja vesolja, kot so nevtronske zvezde in črne luknje, obravnavati enako matematično kot vsa druga področja. Pred tem so kozmologi menili, da je smiselno ignorirati notranje podrobnosti ultrazvočnih in izoliranih regij, kot je notranjost črne luknje.
"Pokazali smo, da obstaja samo en način," je Croker povedal Live Science. "In če to storite tako, kar je pravilen način, boste našli nekaj zanimivih stvari."
Novi rezultati kažejo, da bi lahko vsa temna energija, potrebna za pospešeno širitev vesolja, vsebovala te alternative črnim luknjam. Raziskovalci so to odkrili v matematiki, potem ko so popravili način, kako so zapisali Friedmannove enačbe. V nadaljevalnem dokumentu, ki je bil objavljen v The Astrophysical Journal in objavljen 7. septembra na reviji za tisk arXiv, so pokazali, da bi te alternative črnim luknjam, imenovane Generic Objects of Dark Energy (GEODE), lahko tudi pomagale razložiti posebnosti gravitacijskih oz. valovna opazovanja iz leta 2016.
Iz matematike iz Friedmannovih enačb je bilo razvidno, da sčasoma ti ultradesni predmeti pridobijo težo zgolj zaradi širjenja vesolja, tudi če v bližini ni materiala, ki bi ga lahko porabili. Tako kot svetloba, ki potuje skozi širitev prostora, izgublja energijo - učinek, znan kot rdeče premikanje - tako tudi s širjenjem prostora izgublja težo. Učinek je ponavadi tako majhen, da ga ni mogoče opaziti. Toda pri ultrazgotem materialu z zelo močnimi pritiski znotraj, znan kot relativistični material, učinek postane opazen. Temna energija je zelo relativistična in njen pritisk deluje nasprotno od običajne materije in svetlobe - zato predmeti, izdelani iz nje (kot ti hipotetični GEODE), sčasoma pridobivajo na teži.
"Svetloba je nekako čudna stvar. Na več načinov se obnaša kontratutivno," je dejal Croker. "Ljudje niso pričakovali, da bo takšno vedenje mogoče razstaviti tudi v drugih predmetih. Ampak pokazali smo, da, to lahko vidite tudi v drugem predmetu," in sicer znotraj GEODE.
GEODE so bili kot ideja prvič predlagani v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, vendar so matematiko, ki jih podpira, razvili šele pred kratkim. Vendar se izkaže, da bi ti čudni predmeti lahko dali tudi preprosto razlago za opažene velike združitve črne luknje. Leta 2016 so člani Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) -Virgo sodelovali, da so prvič opazili združitev črne luknje, vendar so izračunane mase domnevnih črnih lukenj nepričakovane - znanstveniki so pričakovali, da bodo mase bodisi veliko višje ali nižje.
Toda GEODE za razliko od tradicionalnih črnih lukenj sčasoma pridobivajo na teži. Če bi se dva GEODE, ki sta se oblikovala v mlajšem vesolju, na koncu trčila, bi že ob trčenju postala večja od značilnih črnih lukenj. V tem trenutku bi se mase GEODE ujemale z masami, ki jih je videl trk, ki ga je opazila LIGO-Devica. Namesto da bi si morali zamisliti zelo specifičen položaj, ki je privedel do združitve, bi GEODE lahko ponudili enostavnejšo rešitev za razlago opazovanj.
Niso prepričani vsi znanstveniki. Nov opis teh predmetov je "kontraturen in težko prebavljiv," je v e-poštnem sporočilu za Live Science povedal Vitor Cardoso, profesor fizike na Instituto Superior Técnico v Lizboni na Portugalskem, ki ni bil vključen v študijo. Toda dodal je: "Všeč mi je ideja, da najdemo alternative črnim luknjam - prisili nas, da okrepimo paradigmo o črnih luknjah. Tudi včasih je težko najti stvari, če jih ne iščemo."
