Tipărire
Categorie: Blog Cătălina Oana Curceanu
Accesări: 1116


Obiecte precum Powehi, obiectul compact supermassiv identificat recent în centrul galaxiei M87, ar putea fi de fapt GEODE (Generic Objects of Dark Energy). Powehi, arătat la scară, ar avea aproximativ 2/3 din raza regiunii întunecate surprinse de Event Horizon Telescope. Acesta este aproape aceeași dimensiune preconizată pentru o gaură neagră. Regiunea care conține energie întunecată (verde) este puțin mai mare decât o gaură neagră cu aceeași masă.
Credit: EHT; NASA / CXC / Universitatea Villanova

Nimeni nu ştie ce se găseşte în centrul unei găuri negre. O nouă teorie arată că în interiorul acestora s-ar putea găsi energia întunecată, o "substanţă" ipotetică deocamdată, care ar contribui la expansiunea accelerată a universului.

Găurile negre iau naştere atunci când o stea cu masă mai mare decât cea a Soarelui moare: adică steaua îşi consumă combustibilul care, prin intermediul unei reacţii de fuziune nucleară, se opune atracţiei gravitaţionale, aşadar colapsului gravitaţional, menţinând steaua în viaţă. Conform teoriei relativităţii generale a lui Einstein în centrul unei găuri negre atracţia gravitaţională devine infinită, dând naştere unei singularităţi. Cercetătorii sunt convinşi că acest fapt indică o limită a teoriei lui Einstein, care ar trebui înlocuită cu o nouă teorie (o teorie a gravitaţiei cuantice),  care să explice condiţiile extreme dintr-o gaură neagră.

Din ce este însă compusă gaura neagră, ce formă de materie sau energie se găseşte în interiorul acesteia? La această întrebare nu există niciun răspuns convingător.  În acest context, o propunere îndrăzneaţă a fost făcută de doi cercetători, Kevin Croker şi Joel Weiner, de la Universitatea din Hawaii. Aceştia susţin că, cel puţin în cazul anumitor găuri negre, e inutil că căutam forme de materie bizare, întrucât acestea sunt compuse din energie întunecată.

Energia întunecată ar fi o formă de energie care generează o expansiune accelerată a universului: dovezi experimentale ale acestei expansiuni accelerate au fost găsite la sfârşitul secolului trecut, prin măsurători ale vitezei cu care supernove îndepărtate se depărtează de noi.

Cei doi cercetători din Hawaii au publicat recent rezultatul studiului lor în revista The Astrophysical Journal. Aceştia au arătat că anumite concluzii care erau demonstrate în teoria relativităţii generale nu sunt chiar aşa de sigure cum se credea. Se credea că soarta universului nu depinde de detalii din regiuni mici ale acestuia. Universul ar avea o expansiune care, de exemplu, nu ar trebui să depindă de soarta unor stele care mor şi formează găuri negre.

Ei bine, cei doi cercetători au demonstrat că lucrurile nu stau chiar aşa: soarta universului depinde de detalii extrem de mici în raport cu dimensiunea enormă a acestuia. Rata de expansiune a universului este sensibilă la densitatea obiectelor extrem de compacte – precum găurile negre. Aceasta, la rândul lor, pot depinde de expansiunea universului, crescând sau micşorându-se pe măsură ce trece timpul.

Această ipoteză a fost avansată încă din 1966 de către Erast Gliner, conform căreia stelele foarte mari, când mor, colapsează în aşa-numitele GEODE (Generic Objects of Dark Energy). Aceste obiecte, văzute din exterior, se comportă precum găurile negre, în interior însă, în locul unei singularităţi gravitaţionale conţin energie întunecată!

Ar putea exista deci două tipologii de obiecte misterioase în univers – pe care noi le vedem şi numim găuri negre: unele ar găurile negre "clasice", celelalte ar fi formate din misterioasa energie întunecată.

Găurile negre alcătuite din energie întunecată ar avea un comportament foarte diferit faţă de celelalte găuri negre compuse din materie, întrucât ar evolua pe măsură ce universul „creşte” (ca urmare a expansiunii universului). Astfel, găurile negre compuse din energie întunecată cu masa iniţială de circa 8 ori cea a Soarelui, dacă s-au format acum miliarde de ani, ar putea ajunge astăzi să aibă o masă echivalentă a zeci de sori.

Acest fapt, susţin cei doi cercetători din Hawaii, ar explica de ce undele gravitaţionale descoperite de LIGO-Virgo au fost generate toate de găuri negre cu masa de zeci de ori mai mare decât cea a Soarelui, ţinând cont că toate aceste găuri negre sunt la o distanţă faţă de noi de circa un miliard de ani-lumină, s-au format deci acum circa un miliard de ani şi au avut deci timp să crească pe măsură ce universul la rândul lui creştea.

Croker şi Weiner lucrează în prezent la perfecţionarea teoriei propuse, cu obiectivul de a propune măsurători astronomice care să confirme sau nu existenţa acestor bizare obiecte în univers: găuri negre alcătuite din energie întunecată.