Нова теория във физиката предполага, че черните дупки са ключът към циклите на разширяване и свиване на Вселената

Вселената се разширява. Никой с опит в астрономията или физиката не е съгласен с този факт.

По същия начин никой не оспорва факта, че в един момент, много милиарди години в бъдещето, Вселената ще се разшири прекалено далече– и изчерпване на енергия за по-нататъшно разширяване. В този момент нещо трябва да се промени. Оттук започват разногласията.

Има нова бръчка в този космологичен аргумент и това е глупаво. Според ново изследване на космолозите Даниела Перес и Густаво Ромеро, и двамата от Instituto Argentino de Radioastronomía, Вселената многократно се е разширявала и свивала, а големите черни дупки са сред единствените неща, които са оцелели през онези времена. безкрайни цикли на унищожаване и обновяване . . Тези цикли са част от това, което космолозите наричат ​​възможен “космологичен отскок”.

Математически модел на теоретична черна дупка е в центъра на рецензираното проучване на Péerez и Romero, което беше публикувано миналия месец в научното списание Физически преглед D.

„Основният ни резултат е, че решението представлява динамична черна дупка, която съществува във всички епохи на подскачащия космологичен модел“, пишат те.

С други думи, черната дупка на Пеерес и Ромеро оцеля, дори когато всичко около нея беше заличено, докато Вселената се срина по пътя към евентуален отскок.

Това е убедителна констатация. Въпросът за ролята на черната дупка в подскачащата вселена “е очевидно интересен”, каза Леандрос Периволаропулос, физик от университета в Янина в Гърция, който не е участвал в изследването, “и тази статия може да се разглежда като първи опит за поправете това.

Но внимавайте: в аргумента на Перес и Ромеро има много предположения. Възможно е в момента, в който една вселена прескача от свиване към разширяване, всички правила, които ръководят нашето разбиране за физика, изчезват. Може би се опитваме да проумеем необяснимото.

„Самата обща теория на относителността се срива както при сингулярността на черната дупка, така и при космологичната отскачаща сингулярност“, каза Периволаропулос. „По този начин всяко заключение, основано на това, не може да бъде взето на сериозно.“

С други думи, в момента, в който Вселената се срине до най-малкия си размер точно преди да отскочи обратно, гравитацията ще престане да функционира нормално. Това имаме предвид под сингулярност: изключение от законите на физиката. Нямаме представа как ще се държи черна дупка, когато правилата вече не важат.

Методите на Пеерес и Ромеро „имат значителен потенциал за подобрение, меко казано“, добави Периволаропулос.

Самата обща теория на относителността се срива както при сингулярността на черната дупка, така и при космологичната отскачаща сингулярност. Следователно всяко заключение, основано на това, не може да бъде взето на сериозно.

Леандрос Периволаропулос, Университет на Янина

За да бъде ясно, основната идея, че Вселената многократно се разширява и свива, не е нова. Космологичният отскок е една от основните теории сред космолозите, които изучават произхода и съдбата на Вселената.

Всъщност поне един екип от учени дори вярва, че нашата Вселена на 13,7 милиарда години е в края на най-новата фаза на разширяване и може да започне да се свива отново след около сто милиона години по пътя към ново възстановяване. след няколко милиарда или дори десетки милиарди години.

Алтернативните теории за това как може да свърши Вселената включват забавяне и замръзване на Вселената, срутване в себе си или разделяне на безброй фрагментарни джобни вселени. От всички опции е ясно защо космологичният отскок предизвиква голям интерес. Това е изискан начин да обясним някои от най-странните неща, които виждаме навсякъде около нас в космоса.

От една страна, това може да помогне да се обясни защо във вселена, която е предимно равномерно празна, имаме тези странни, разпръснати купчини неща. галактики. звезди. планети. хора. Неравности в пространството, които са странични продукти на безкрайното разширяване и свиване.

Отскокът може да има смисъл и за по-големи черни дупки. По-конкретно, “свръхмасивното” разнообразие, което е милиарди пъти по-масивно от нашето слънце и упражнява толкова силна гравитационна сила върху пространството около тях, че дори светлината не може да избяга.

Досега забелязахме две от тези огромни черни дупки, използвайки нов глобален набор от радиотелескопи, наречен Event Horizon Telescope. Един от тях беше наблюдаван в центъра на нашата собствена галактика, Млечния път. Другият беше забелязан в сърцето на Messier 87, галактика на 54 милиона светлинни години.

Черната дупка съдържа най-близкото нещо до сингулярност – изключение от приетите правила на физиката – което можем да наблюдаваме директно с нашите телескопи. В тъмното и невъзможно плътно ядро ​​на черна дупка нашето разбиране за Вселената се разпада. Както каза Периволаропулос.

Има нещо специално в такъв голям и плътен обект. И това нещо специално може да помогне на най-големите черни дупки да оцелеят всеки път, когато Вселената подскача наоколо и всичко останало се уплътнява в вид гладка паста от материя и енергия.

Тяхното оцеляване може да бъде ключът. Може би, просто може би, не е случайно, че черните дупки издържат и запазват своята уникална странност, когато всичко около тях се свива в хомогенност. Може би черните дупки са една от причините Вселената да може да се върне обратно връщане след едно от неговите свивания веднъж на всеки 30 милиарда години или така.

Според Перес и Ромеро има причина да се смята, че големите черни дупки, все още непокътнати след космологичен отскок, помагат на Вселената да се възстанови, като изпомпва материята обратно в космоса и смесва новоразширящата се материя с тяхната енергия.

„Ако черните дупки преминат през отскока, те могат да предизвикат смущения, които биха довели до структурата и ранното образуване на галактики във фазата на разширяване“, пишат те. Черните дупки могат да действат като двигатели за създаване или отдих, ако желаете, помагайки за образуването на галактики, звезди и планети в подскачаща галактика.

Може би черните дупки са една от причините Вселената да е в състояние да отскочи от едно от своите свивания веднъж на всеки 30 милиарда години или така.

Това е атрактивна идея. Особено в светлината на друга теория, която набира вяра (заедно с идеята за космологичен отскок), че има свръхмасивни черни дупки в центъра на всяка галактика. Все още не сме ги намерили всички.

За да бъдем честни, Перес и Ромеро не са първите космолози, които изследват връзката между подскачащата вселена и големите черни дупки. Бърнард Кар и Тимъти Клифтън от Лондонския университет Queen Mary, заедно с Алън Коли от университета Dalhousie в Канада, пишат от години за черните дупки, оцелели при космологични отскачания. „Математиката, която направихме, предполага, че е възможно“, каза Коли пред The ​​Daily Beast.

Разликата е, че в модела на Коли и неговите съавтори черните дупки са вградени в заобикалящата структура на свиващата се вселена, а не се съдържат вътре. Това би улеснило оцеляването на черните дупки, дори ако елементите в структурата на Вселената се срутят в себе си.

В мисълта на Перес и Ромеро черните дупки са от вътрешната страна структурата. „Те гледат малко по-различен модел“, каза Коли. В тази концепция за подскачащата вселена черните дупки са дори по-устойчиви, отколкото някой си е представял преди – и потенциално по-важни за по-нататъшното разширяване на Вселената.

Ако има опасност в ъгъла на космологията, която Перес и Ромеро споделят с Коли и неговите съавтори, това е, че твърдите данни за подскачащите вселени и трайните свръхмасивни черни дупки са доста тънки. Нашите космически сонди са малко. Засега виждаме само с по-стари телескопи.

За да разберем по-добре възможен космологичен отскок, подпомаган от черна дупка, трябва да намерим още черни дупки. Особено по-големите в центъра на галактиките. Нуждаем се и от по-добри измервания на фоновата радиация на Вселената. Прецизното отчитане на радиацията може да показва цикли на разширяване и свиване.

Добрата новина е, че тези наблюдения може да са възможни скоро. Новият BICEP Array, набор от четири радиотелескопа, които се строят на Южния полюс, може да ни даде добри показания на радиация през следващите няколко години. И можем да очакваме повече изображения (и дори няколко филма) на големи черни дупки от Event Horizon Telescope.

Ако космолози като Перес, Ромеро и Коли започнат да намират черни дупки навсякъде и също така записват издайническите модели на излъчване на подскачаща вселена, тогава може би трябва да започнем да се мирим с идеята, че всичко, което можем да видим и да си представим, е далеч по-малко уникално, отколкото сме смятали преди. .

Всъщност бихме могли да живеем в третата, стотната или хилядната версия на Вселената след многократни отскачания, всеки подхранван отчасти от все по-големи черни дупки.

.

Add Comment