โดย มารา จอห์นสัน-โกรห์ สล็อตเว็บตรง แตกง่าย เผยแพร่เมื่อ 02 ตุลาคม 2019 พวกเขาอาจจะเป็นอย่างอื่นทั้งหมดถ้าคุณจะดําดิ่งลงไปในหลุมดํา (สิ่งที่เราไม่แนะนํา) คุณน่าจะพบเอกพจน์หรือจุดเล็ก ๆ และหนาแน่นอย่างไม่มีที่สิ้นสุดที่จุดศูนย์กลาง หรือว่าสิ่งที่นักฟิสิกส์คิดมาตลอด
แต่ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์คู่หนึ่งแนะนําว่าหลุมดําบางหลุมอาจไม่ใช่หลุมดําเลย แต่พวกมันอาจเป็นวัตถุแปลก ๆ ที่เต็มไปด้วยพลังงานมืด – พลังลึกลับที่คิดว่ากําลังผลักดันไปที่ขอบเขตของจักรวาลทําให้มันขยายตัวในอัตราที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
ที่เกี่ยวข้อง: 9 ไอเดียเกี่ยวกับหลุมดําที่จะทําให้คุณทึ่ง
”ถ้าสิ่งที่เราคิดว่าเป็นหลุมดําเป็นวัตถุที่ไม่มีเอกพจน์จริง ๆ แล้วการขยายตัวอย่างรวดเร็วของจักรวาลของเราเป็นผลมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์” เควินโครเกอร์นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาวายที่มาโนอากล่าวCroker และเพื่อนร่วมงานอธิบายแนวคิดนี้ในการศึกษาใหม่ซึ่งตีพิมพ์ทางออนไลน์เมื่อวันที่ 28 สิงหาคมในวารสารฟิสิกส์ดาราศาสตร์ หากพวกเขาถูกต้องและความเอกพจน์ที่เป็นหัวใจของหลุมดําอาจถูกแทนที่ด้วยพลังงานแปลก ๆ ที่เหวี่ยงทุกอย่างออกจากกันซึ่งอาจปฏิวัติวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับวัตถุหนาแน่นเหล่านี้ทั้งคู่ไม่ได้ออกไปค้นพบสิ่งที่อยู่ภายในหลุมดํา Croker และ Joel Weiner ศาสตราจารย์กิตติคุณด้านคณิตศาสตร์ในมหาวิทยาลัยเดียวกันกําลังดูสมการของ Friedmann ซึ่งย่อมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ (สัมพัทธภาพอธิบายว่ามวลและพลังงานวิปริตอวกาศเวลาอย่างไร) นักฟิสิกส์ใช้สมการของฟรีดมันน์เพื่ออธิบายการขยายตัวของจักรวาลส่วนหนึ่งเป็นเพราะคณิตศาสตร์นั้นง่ายกว่าในสมการของไอน์สไตน์ที่อธิบายสัมพัทธภาพ ทีมพบว่าเพื่อที่จะเขียนสมการของฟรีดแมนน์อย่างถูกต้องพื้นที่อวกาศที่โดดเดี่ยวและโดดเดี่ยวเช่นดาวนิวตรอนและหลุมดําจะต้องได้รับการปฏิบัติในลักษณะทางคณิตศาสตร์เช่นเดียวกับพื้นที่อื่น ๆ ทั้งหมด ก่อนหน้านี้นักจักรวาลวิทยาเชื่อว่ามีเหตุผลที่จะเพิกเฉยต่อรายละเอียดภายในของบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงและโดดเดี่ยวเช่นด้านในของหลุมดํา
”เราแสดงให้เห็นว่ามีวิธีเดียวเท่านั้นที่จะ [สร้างสมการเหล่านี้] ได้อย่างถูกต้อง” โครเกอร์บอกกับ Live Science ” และถ้าคุณทําแบบนั้นด้วยวิธีเดียวซึ่งเป็นวิธีที่ถูกต้องในการทําคุณจะพบสิ่งที่น่าสนใจบางอย่าง”ผลลัพธ์ใหม่ชี้ให้เห็นว่าพลังงานมืดทั้งหมดที่จําเป็นสําหรับการขยายตัวอย่างรวดเร็วของจักรวาลอาจมีอยู่ในทางเลือกเหล่านี้แทนหลุมดํา นักวิจัยค้นพบสิ่งนี้ในคณิตศาสตร์หลังจากที่พวกเขาได้แก้ไขวิธีการเขียนสมการของฟรีดแมนน์ และในเอกสารติดตามผลที่ส่งไปยัง The Astrophysical Journal และโพสต์เมื่อวันที่ 7 กันยายนในวารสาร preprint arXiv พวกเขาแสดงให้เห็นว่าทางเลือกเหล่านี้สําหรับหลุมดําที่เรียกว่าวัตถุทั่วไปของพลังงานมืด (GEODEs) สามารถช่วยอธิบายลักษณะเฉพาะในการสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงตั้งแต่ปี 2016
คณิตศาสตร์จากสมการของฟรีดมันน์แสดงให้เห็นว่าเมื่อเวลาผ่านไปวัตถุอัลตร้าเดนซ์เหล่านี้มีน้ําหนัก
เพิ่มขึ้นเพียงเพราะการขยายตัวของจักรวาลแม้ว่าจะไม่มีวัสดุใกล้เคียงให้พวกมันกินก็ตาม เช่นเดียวกับที่แสงที่เดินทางผ่านพื้นที่ขยายตัวจะสูญเสียพลังงานซึ่งเป็นเอฟเฟกต์ที่เรียกว่า redshift สสารก็สูญเสียน้ําหนักเช่นกันเมื่ออวกาศขยายตัว ผลที่ได้มักจะเล็กมากจนไม่สามารถมองเห็นได้ แต่ในวัสดุที่มีแรงกดดันสูงเป็นพิเศษภายในเรียกว่าวัสดุสัมพัทธภาพผลกระทบจะสังเกตเห็นได้ชัดเจน พลังงานมืดมีความสัมพันธ์กันมากและความดันของมันทําหน้าที่ตรงกันข้ามกับสสารปกติและแสง – ดังนั้นวัตถุที่ทําจากมัน (เช่น GEODEs สมมุติฐานเหล่านี้) จึงมีน้ําหนักเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป
”แสงเป็นสิ่งที่แปลกประหลาด มันทํางานขัดกับสัญชาตญาณในหลาย ๆ ด้าน” โครเกอร์กล่าว “ผู้คนไม่ได้คาดหวังว่าพฤติกรรมนี้สามารถแสดงในวัตถุอื่นได้ แต่เราแสดงให้เห็นว่าใช่คุณสามารถเห็นมันในวัตถุอื่นได้” กล่าวคือภายใน GEODEs
GEODEs ถูกเสนอครั้งแรกเป็นแนวคิดในปี 1960 แต่คณิตศาสตร์ที่สนับสนุนพวกเขาเพิ่งได้ผลเมื่อไม่นานมานี้ แต่ปรากฎว่าวัตถุแปลก ๆ เหล่านี้สามารถให้คําอธิบายง่ายๆสําหรับการควบรวมกิจการของหลุมดําขนาดใหญ่ที่สังเกตได้ ในปี 2559 สมาชิกของ Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ความร่วมมือของชาวราศีกันย์ประกาศว่าพวกเขามีการสังเกตการควบรวมกิจการของหลุมดําเป็นครั้งแรก แต่มวลที่คํานวณได้ของหลุมดําที่คาดคะเนนั้นคาดไม่ถึง – นักวิทยาศาสตร์คาดว่ามวลจะสูงหรือต่ํากว่ามาก
แต่ GEODEs ซึ่งแตกต่างจากหลุมดําแบบดั้งเดิมจะเพิ่มน้ําหนักเมื่อเวลาผ่านไป หาก GEODEs สองตัวที่ก่อตัวขึ้นในจักรวาลที่อายุน้อยกว่าชนกันในที่สุดเมื่อถึงเวลาที่พวกเขาชนกันพวกมันจะใหญ่กว่าหลุมดําทั่วไป เมื่อถึงจุดนั้นมวลชนของ GEODEs จะตรงกับมวลชนที่เห็นในการชนกันที่ LIGO-Virgo สังเกตได้ แทนที่จะต้องตระหนักถึงสถานการณ์ที่เฉพาะเจาะจงสูงซึ่งนําไปสู่การควบรวมกิจการ GEODEs สามารถให้วิธีแก้ปัญหาที่ง่ายกว่าในการอธิบายข้อสังเกต
