Ako biste zaronili u crnu rupu (nešto što ne bismo preporučili), vjerojatno biste u središtu našli singularnost ili beskonačno malu i gustu točku. Ili, to su fizičari oduvijek mislili.
Ali sada par znanstvenika sugerira da neke crne rupe uopće nisu crne rupe. Umjesto toga, oni mogu biti čudni objekti zbijeni tamnom energijom - misteriozna sila za koju se mislilo da je gura prema granicama svemira, uzrokujući da se širi sve većom brzinom.
"Ako su ono što smo mislili da su crne rupe zapravo objekti bez posebnosti, tada je ubrzano širenje našeg svemira prirodna posljedica Einsteinove teorije opće relativnosti", rekao je Kevin Croker, astrofizičar sa Sveučilišta na Havajima u Manoi.
Croker i njegov kolega opisali su ovu ideju u novoj studiji, objavljenoj na mreži 28. kolovoza u Astrophysical Journalu. Ako su u pravu, a posebnost u srcu crne rupe mogla bi biti zamijenjena čudnom energijom koja baca sve na sebe, što bi moglo revolucionirati način razmišljanja o tim gustim predmetima.
Dvojac nije bio za otkrivanje onoga što se nalazi u crnoj rupi. Croker i Joel Weiner, profesor emeritus matematike na istom sveučilištu, gledali su Friedmannove jednadžbe koje su pojednostavljene iz Einsteinove teorije opće relativnosti. (Relativnost opisuje kako masa i energija izkrivaju prostor-vrijeme.) Fizičari koriste Friedmannove jednadžbe za opisivanje širenja svemira, dijelom zato što je matematika jednostavnija nego u Einsteinovom tijelu jednadžbi koja opisuje relativnost. Tim je otkrio da se, kako bi se pravilno zapisale Friedmannove jednadžbe, ultrazvučna i izolirana područja prostora, poput neutronskih zvijezda i crnih rupa, moraju tretirati na isti matematički način kao i sva ostala područja. Prije toga, kozmolozi su smatrali da je razumno zanemariti unutarnje detalje ultrazvučne i izolirane regije, poput unutrašnjosti crne rupe.
"Pokazali smo da postoji samo jedan način za ispravno", rekao je Croker za Live Science. "A ako to učinite na jedan način, a to je ispravan način, pronaći ćete neke zanimljive stvari."
Novi rezultati sugeriraju da bi sva tamna energija potrebna za ubrzano širenje svemira mogla biti sadržana u tim alternativama crnim rupama. Istraživači su to otkrili u matematici, nakon što su ispravili način pisanja Friedmannovih jednadžbi. U slijedećem radu koji je poslan u The Astrophysical Journal i objavljen 7. septembra na časopisu za tisak arXiv, pokazali su da bi ove alternative crnim rupama, nazvane Generic Objects of Dark Energy (GEODE), također mogle pomoći objasniti osobitosti gravitacijskih- valno promatranje iz 2016.
Matematika iz Friedmannovih jednadžbi pokazala je da s vremenom ti ultrazvučni objekti dobivaju na težini samo zahvaljujući širenju svemira, čak i kad nema materijala u blizini koji bi ih mogli potrošiti. Baš kao što svjetlost koja putuje širenjem prostora gubi energiju - efekt poznat kao crveni pomak - tako i materija gubi težinu kako se prostor širi. Učinak je obično tako malen da se ne vidi. Ali u ultrazvučnom materijalu s vrlo jakim pritiscima iznutra, poznatim kao relativistički materijal, efekt postaje uočljiv. Tamna energija je vrlo relativistička, a njezin pritisak djeluje suprotno od normalne materije i svjetlosti - tako da predmeti napravljeni od nje (poput ovih hipotetičkih GEODE) s vremenom dobivaju na težini.
"Svjetlost je nešto čudna stvar. Ponaša se kontratuktivno, na više načina", rekao je Croker. "Ljudi nisu očekivali da bi se takvo ponašanje moglo pokazati i u drugim predmetima. Ali pokazali smo, da, možete ga vidjeti u drugom objektu", naime unutar GEODE-a.
GEODE su prvi put predloženi kao ideja 1960-ih, ali matematika koja ih podržava tek je nedavno razrađena. No ispada da bi ovi čudni objekti mogli pružiti i jednostavno objašnjenje za promatrana velika spajanja crnih rupa. Članovi suradnje Laser Interferometer Gravitacijski-valni opservatorij (LIGO) -Virgo tijekom 2016. godine najavili su da su prvi put primijetili spajanje crne rupe, ali proračunate mase navodnih crnih rupa bile su neočekivane - znanstvenici su očekivali da će masa biti bilo mnogo veći ili niži.
Ali GEODE, za razliku od tradicionalnih crnih rupa, s vremenom dobivaju na težini. Kad bi se dva GEODE-a koja su se formirala u mlađem svemiru na kraju sudarila, kad bi se sudarila, postala bi veća od tipičnih crnih rupa. Do tog trenutka masa GEODE-a odgovarala bi masama viđenim u sudaru koji je promatrala LIGO-Djevica. Umjesto da osmisle izrazito specifičnu situaciju koja je dovela do spajanja, GEODE-i bi mogli ponuditi jednostavnije rješenje za objašnjenje opažanja.
Nisu uvjereni svi znanstvenici. Novi opis ovih predmeta "kontraintutivan je i teško probavljiv", e-poštom rekao je Vitor Cardoso, profesor fizike na Instituto Superior Técnico u Lisabonu, Portugal, koji nije bio uključen u studiju. Ali, dodao je, "sviđa mi se ideja o pronalasku alternativa crnim rupama - ona nas prisiljava da ojačamo paradigmu crnih rupa. Također, ponekad je teško pronaći stvari ako ih ne potražimo."
