Găuri negre sunt unele dintre cele mai enigmatice obiecte din univers, capabile să deformeze țesătura spațiului din jurul lor atât de violent încât nici măcar lumina nu poate scăpa de strânsoarea lor gravitațională. Dar se pare că multe din ceea ce știu oamenii de știință despre aceste obiecte misterioase ar putea fi greșit.
Potrivit unei noi cercetări, publicate în aprilie în jurnal Revizuirea fizică Dgăurile negre ar putea fi de fapt entități cerești complet diferite cunoscute sub numele de gravastars.
„Gravastarurile sunt obiecte astronomice ipotetice care au fost introduse [in 2001] ca alternative la găurile negre”, coautor al studiului João Luís Rosa, profesor de fizică la Universitatea din Gdańsk din Polonia, a declarat Live Science într-un e-mail. „Ele pot fi interpretate ca stele formate din energie vid sau energie întunecată: același tip de energie care propulsează expansiunea accelerată a universului.”
Rezolvarea paradoxurilor găurii negre cu gravastars
Karl Schwarzschild, un fizician și astronom german, a prezis pentru prima dată găurile negre în 1915, pe baza calculelor folosind modelul lui Albert Einstein. teoria generală a relativității.
De-a lungul anilor, observațiile astronomice au confirmat aparent existența unor obiecte asemănătoare găurilor negre. Cu toate acestea, descrierea de către Schwarzschild a acestor corpuri spațiale are unele neajunsuri.
În special, centrul unei găuri negre este prezis a fi un punct de densitate infinit de mare, numit singularitate, unde toată masa găurii negre este concentrată, dar fundamental fizică ne învață că infiniturile nu există, iar apariția lor în orice teorie semnalează inexactitatea sau incompletitudinea acesteia.
„Aceste probleme indică faptul că ceva este fie greșit, fie incomplet în modelul găurii negre și că este necesară dezvoltarea unor modele alternative”, a spus Rosa. “Gravastar-ul este unul dintre multele modele alternative propuse. Principalul avantaj al gravastar-urilor este că nu au singularități.”
La fel ca găurile negre obișnuite, gravastarurile ar trebui să apară în stadiul final al evoluției stelelor masive, când energia eliberată în timpul arderii termonucleare a materiei din interiorul lor nu mai este suficientă pentru a depăși forța gravitațională, iar steaua se prăbușește într-o formă mult mai densă. obiect. Dar, spre deosebire de găurile negre, gravastarurile nu sunt de așteptat să aibă singularități și se consideră că sunt sfere subțiri de materie a căror stabilitate este menținută de energia întunecată conținută în ele.
Pentru a afla dacă gravastarurile sunt alternative viabile la găurile negre singulare, Rosa și colegii săi au examinat interacțiunea particulelor și radiațiilor cu aceste obiecte ipotetice.
Folosind EinsteinTeoria lui, autorii au examinat cum ar apărea mase uriașe de materie fierbinte care înconjoară găurile negre supermasive dacă aceste găuri negre ar fi de fapt gravastaruri. Ei au analizat, de asemenea, proprietățile “puncte fierbinți„— bule de gaz gigantice care orbitează în jurul găurilor negre la viteze apropiate de lumina.
Descoperirile lor au scos la iveală asemănări izbitoare între emisiile de materie ale gravastarurilor și găurilor negre, sugerând că gravastarurile nu contrazic observațiile experimentale ale oamenilor de știință asupra universului. Mai mult, echipa a descoperit că un gravastar în sine ar trebui să apară aproape ca o gaură neagră singulară, creând o umbră vizibilă.
„Această umbră nu este cauzată de captarea luminii în orizontul evenimentelor, ci de un fenomen ușor diferit numit „deplasare gravitațională spre roșu”, care face ca lumina să piardă energie atunci când se deplasează printr-o regiune cu un câmp gravitațional puternic”, a spus Rosa. „Într-adevăr, atunci când lumina emisă din regiunile apropiate de aceste obiecte alternative ajunge[es] telescoapele noastre, cea mai mare parte a energiei sale ar fi fost pierdută în câmpul gravitațional, provocând apariția acestei umbre.”
Asemănările izbitoare dintre modelul găurii negre a lui Schwarzschild și gravastars evidențiază potențialul acestuia din urmă ca alternativă realistă, lipsită de capcanele teoretice ale singularităților.
Cu toate acestea, această teorie trebuie susținută cu experimente și observații, despre care autorii studiului cred că ar putea fi realizate în curând. În timp ce gravastarurile și găurile negre singulare s-ar putea comporta similar în multe privințe, diferențele subtile în lumina emisă le-ar putea distinge.
„Pentru a ne testa rezultatele experimental, ne bazăm pe următoarea generație de experimente observaționale în fizica gravitațională”, a spus Rosa, referindu-se la vânătoarea de găuri negre. Telescopul Event Horizon si GRAVITATEA+ instrument fiind adăugat la Very Large Telescope din Chile. „Aceste două experimente urmăresc să observe îndeaproape ce se întâmplă în apropierea centrului galaxiilor, în special al nostru Calea lactee.”