February 24, 2024

Οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να εμφανιστούν σε «τέλεια ζεύγη» σε ένα διαρκώς διαστελλόμενο σύμπαν

Οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να εμφανιστούν σε «τέλεια ζεύγη» σε ένα διαρκώς διαστελλόμενο Σύμπαν

Δύο μαύρες τρύπες μπορούν να παραμείνουν σε σταθερή απόσταση όταν η βαρυτική τους έλξη (κόκκινα βέλη) αντισταθμίζεται από την κοσμική διαστολή (μπλε βέλη) που σχετίζεται με μια κοσμολογική σταθερά. Μια τέτοια κατάσταση θα μιμείται μια ενιαία μαύρη τρύπα σε μακρινούς παρατηρητές. Πίστωση: APS/Alan Stonebraker

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον, μαζί με συναδέλφους στα πανεπιστήμια του Κέιμπριτζ και της Βαρκελώνης, έχουν δείξει ότι είναι θεωρητικά δυνατό οι μαύρες τρύπες να υπάρχουν σε τέλεια ισορροπημένα ζεύγη (που διατηρούνται σε ισορροπία από μια κοσμολογική δύναμη) που μιμούνται μια ενιαία μαύρη τρύπα .

Οι μαύρες τρύπες είναι τεράστια αστρονομικά αντικείμενα που έχουν τόσο ισχυρή βαρυτική έλξη που τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να διαφύγει. Είναι απίστευτα πυκνά. Μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να συγκεντρώσει τη μάζα της Γης σε ένα χώρο στο μέγεθος ενός μπιζελιού.

Οι συμβατικές θεωρίες για τις μαύρες τρύπες, βασισμένες στη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, συνήθως εξηγούν πώς οι στατικές ή περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες μπορούν να υπάρχουν μόνες τους, απομονωμένες στο διάστημα. Οι μαύρες τρύπες ανά ζεύγη θα μπορούσαν τελικά να ανατραπούν από τη βαρύτητα που τις τραβούσε προς τα μέσα και θα συγκρούονταν μεταξύ τους.

Ωστόσο, αυτό ισχύει αν υποτεθεί ότι το σύμπαν είναι ακίνητο. Τι γίνεται όμως με ένα που κινείται συνεχώς; Θα μπορούσαν να υπάρχουν αρμονικά ζεύγη μαύρων τρυπών σε ένα διαρκώς διαστελλόμενο σύμπαν, ίσως μεταμφιεσμένο σε ένα;

«Το τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας υποθέτει ότι η Μεγάλη Έκρηξη δημιούργησε το σύμπαν και ότι, περίπου 9,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, κυριαρχήθηκε από μια μυστηριώδη δύναμη, που ονομάζεται «σκοτεινή ενέργεια», η οποία επιταχύνει το σύμπαν με σταθερό ρυθμό», λέει. Ο καθηγητής Oscar Dias από το Πανεπιστήμιο του Southampton.

Οι επιστήμονες αναφέρονται σε αυτή τη μυστηριώδη δύναμη ως «κοσμολογική σταθερά». Σε ένα σύμπαν που εξηγείται από τη θεωρία του Αϊνστάιν με μια κοσμολογική σταθερά, οι μαύρες τρύπες βυθίζονται σε ένα επιταχυνόμενο κοσμολογικό υπόβαθρο. Αυτό κινεί θεωρητικούς στόχους για το πώς οι μαύρες τρύπες μπορούν να αλληλεπιδρούν και να υπάρχουν μαζί.

Χρησιμοποιώντας πολύπλοκες αριθμητικές μεθόδους, η ομάδα πίσω από αυτήν την τελευταία μελέτη δείχνει ότι δύο στατικές (μη περιστρεφόμενες) μαύρες τρύπες μπορούν να υπάρχουν σε ισορροπία: η βαρυτική τους έλξη αντισταθμίζεται από την επέκταση που σχετίζεται με μια κοσμολογική σταθερά. Ακόμη και στην επιτάχυνση ενός διαρκώς διαστελλόμενου σύμπαντος, οι μαύρες τρύπες παραμένουν κλειδωμένες σε σταθερή απόσταση η μία από την άλλη. Όσο κι αν η διαστολή προσπαθεί να τα χωρίσει, η βαρυτική έλξη το αναπληρώνει.

“Όταν βλέπουμε από απόσταση, ένα ζευγάρι μαύρων τρυπών των οποίων η έλξη αντισταθμίζεται από την κοσμική διαστολή θα έμοιαζε με μια ενιαία μαύρη τρύπα. Θα μπορούσε να είναι δύσκολο να ανιχνευθεί αν πρόκειται για μια ενιαία μαύρη τρύπα ή για ένα ζευγάρι από αυτές”, λέει ο καθηγητής Ντίας.

Ο καθηγητής Jorge Santos του Πανεπιστημίου του Cambridge προσθέτει: “Η θεωρία μας έχει αποδειχθεί για ένα ζευγάρι στατικών μαύρων οπών, αλλά πιστεύουμε ότι θα μπορούσε να ισχύει και για περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες. Επιπλέον, φαίνεται εύλογο ότι η λύση μας θα μπορούσε να ισχύει για τρεις ή και τρεις . τέσσερις μαύρες τρύπες, ανοίγοντας μια ολόκληρη σειρά πιθανοτήτων».

Αυτή η μελέτη πραγματοποιήθηκε από τον καθηγητή Oscar Dias (Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον), τον καθηγητή Gary Gibbons (Πανεπιστήμιο του Cambridge), τον καθηγητή Jorge Santos (Πανεπιστήμιο του Cambridge) και τον Dr Benson Way (Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης). Το άρθρο του “Static Black Binaries in de Sitter Space” δημοσιεύεται στο περιοδικό Επιστολές φυσικής εξέτασης και αναθεωρήθηκε ως άρθρο απόψεων.

Περισσότερες πληροφορίες:
Óscar JC Dias et al, Static black binaries in de Sitter space, Επιστολές φυσικής εξέτασης (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.131401

Παρέχεται από το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον

Παραπομπή: Οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να έρθουν σε «τέλεια ζεύγη» σε ένα διαρκώς διαστελλόμενο σύμπαν (22 Οκτωβρίου 2023) που ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2023 από τη διεύθυνση https://phys.org/news/2023-10-black-holes- pairs-universe. html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *