Црне рупе су једете све ствари, чак и зрачење. Али шта ако њихови гости апетит имају неочекивани споредни ефекат? Објављена нова студија Физичка ревизија Писма Предлаже да би Црне рупе могле да очисте тамне енергије – и да би могли да помогну у објашњавању интригантног сукоба између различитих мерења универзума.
Тамна енергија је сила која вози убрзано ширење универзума. Нико не зна шта је то, али мисли се да све све прожете. У теорији је предложено у новој студији, тамна енергија је такође нешто што проистече из мртвих звезда – и због тога није постојало у универзуму док звезде не би требало да почну да почну да почну да почну да почну да умиру умире. Иако је идеја контроверзна, то је истакнути пример новорођеног покушаја да схватите како функционише тамна енергија, да ли се то временом мења и да ли се наша космичко рачуноводство може искључити.
„Овај црни папир са црним рупама сматрам занимљив улазак у овај све већи канон људи који тестира,“ Шта ако додам ову физику – да ли то усклађује ове тензије? „“ Каже Јессие Муир, физичар на Цинциннатију.
О подржавању научног новинарства
Ако уживате у овом чланку, размислите о подршци нашем награђиваном новинарству Претплата. Куповином претплате помажете да се осигура будућност утицајних прича о открићима и идејама које данас у облику света у облику света.
Космички фактор
Прича почиње са Алберт Ајнштајном, чија је теорија опште релативности предвиђала постојање црних рупа. У то време је такође мислио да је универзум статичан, што није мрежама немичности у теорији; У његовим једнакостима све је требало да се скупило у једну велику мрљу. Пошто није, Ајнштајн је дошао са космичким фактором на које је назвао „космолошку константну“ да опише трајну и свеприсутну силу која је ствари држала стабилно. 1929. године, када су астрономи открили да се универзум заправо проширио, Ајнштајн је пао константно.
Брзо напред три четвртине века. Астрономи су 1998. године реализовали да се не само да је свемир шири, већ и да је тај раст убрзао – чињеница да би се могла објаснити упорним и свеприштетнијим силом. Еинстеинов констант је био назад, а космолози то од тада покушавају да разумеју.
Ова тамна енергија, која је Ајнштајн означена Грчким словом Ламбдом, дуго се претпоставља да је непроменљива и поуздана кроз време. Иако су космолози научили да је тамна енергија била мање утицајна у прошлости него што је сада. У почетку је зрачење било најважнији фактор који утиче на раст бебе универзума. У космичком средњем веку, материја је доминирала у том процесу – обе редовне материје, која укључује звезде и китове и нас и тамне материје, које не можемо да видимо или не можемо да видимо или описамо. Данас на раст универзума највише утиче тамна енергија. Али промену тамне енергије отежава да проучи кроз време.
„Читав проблем са тамном енергијом је да је то постало само важно, као што је јуче“, каже Зацх Веинер, физичар на Периметер Институту у Онтарију.
Деси је изненађење
Студирање како се тамна енергија развијала кроз време је један циљ тамног енергетског спектроскопског инструмента (деси), који мери галаксије и звучне таласе од раног универзума. На планини под називом Иолкам Ду’аг у Аризони, Деси користи националној опсерваторија Китт Пеакс да би се прекруговао објекте који су били у близини када је универзум био мањи од половине своје тренутне величине. Астрономи комбинују ова мерења са другим даркним истраживањима за дистрибуцију енергије и материје, укључујући мрачну енергетску анкете (дес) мерења удаљених суперновских и мапа космичке микроталасне позадинске позадине препуштене од зоре универзума. 2024. и 2025. године, резултати експеримента ДеСи показали су да се чини да се галаксије шире мање него што би требали бити ако је снага тамне енергије била константна кроз космичко време. Али ако је тамна енергија променљива, то не може бити космолошка константа. Када се резултати ДеСи-а комбинују са осталим скуповима података, слика изгледа још горе. Али Ламбда, или константна тамна енергија, централна је парадигма стандардног модела космологије, која је до сада била у року од скоро било који тест.
Унесите црне рупе. Нова хипотеза о њима је једна од неколико нових идеја које теоретичари предлажу од овог пролећа, када су објављени последњи резултати ДеСи-а.
Физичари Кевин Црокера Универзитета у Аризони и Грег Тарле Универзитета у Мичигену, два коаутори новог студије хипотезе Црне рупе, рецимо да се резултати десима могу тумачити као сигнал материје која се претвара у тамну енергију у тамној енергији. Другим путем, Црне рупе су у основи сићушни мехурићи тамне енергије. Ајнштајн би овај појам сматрао познатом: Енергија и маса су еквивалентне, као што је показао (Е = мц2) и може се претворити у једни друге. Прве звезде би се срушиле у супермасивне црне рупе, које су некако створиле тамну енергију док су расла.
Овај сценарио би могао да одговори на два нарочито тешка питања, Тарле Напомене: Зашто је тамна енергија која се сада приказује сада, у овој епохи у нашој космичкој историји? А зашто је густина тамне енергије тако близу густине редовне материје, необично уредна случајност? Каже да су ове космолошки повезане црне рупе могле да одговоре на обе мистерије.
„Зашто сада? Звезде су морале да формирају и формирају црне рупе, а те црне рупе су морале да расту и све остало је морало да разблажи“, каже он. „И зашто је у садашњем времену у овом тренутку близу дензитета материје? Морали сте да претворите у тамну енергију у црним рупама, а онда је то морало расти. Тамна енергија је дошла од тога.“
Модел линије је са недавним мерењима стопе формирања звезда у раном универзуму, а такође задовољава чудан проблем са сабласно честицама познатим као неутрини.
Неутрини су наплатни и не комуницирају са редовним питањем. Долазе у три окуса која могу да осцилирају међу другима док путују. Физичари знају да неутрини имају масу јер су мерили разлике између различитих неутрино укуса као неутринос идентитета флип-флоп. Али нико не зна прецизну масу сваког укуса; Можемо измерити разлику међу њима, али не и њихове појединачне вредности. Мерења из Деси-а и других анкета не остављају пуно простора за масовне неутрине, међутим, сугеришући да је неко космичко рачуноводство искључено.
Црокер и Тарле кажу да црне рупе за прављење дарке енергије омогућавају масу делимичности.
Скептичари црне рупе
Ипак, идеја о црним рупама претварање масе у тамну енергију и даље је контроверзна. Неколико истраживача рекло је да су скептични на Црокера и Тарлеине анализе.
„Занимљиво је да то може да одговара подацима“, каже Муир, који није био умешан у теорију. „Занимљиво је погледати шта то чини неутрино маси (ограничења). То је тачка у корист да можда то није ствар да се одбаци.“ Али она и други су оклевали да више кажу.
Присуство цосмолошки повезаних црних рупа није једино ново потенцијално објашњење за резултате деси. Још једна водећа идеја сугерира да је тамна енергија врста течности налик на флуидним пољем, која се назива квинтесенција, која је привремено „одмрзава“ у каснијем универзуму након што је била одржана у чеку. Други описује „хитну“ тамну енергију која би била нестала у раној или неприметно у раној космичкој историји, али се појављује у недавној прошлости. А неке тимове раде на „Мираге“ тамној енергији, која подешава моделе да репродукују удаљеност до космичке микроталасне позадине. Кусхал Лодха Кореја Астрономија и Института за свемирске науке и неколико колега недавно је објавио прерађивач сервера Аркив.орг који је испитала неколико верзија ових теорија и открила да би студијска средства течности физике могла бити обећавајући пут напред.
У међувремену, други тимови гледају другде у мрак за нове идеје. Витор Петри са Федералног универзитета Еспирито Санто у Бразилу је недавно водио студију која је објављена на Аркив.орг као прецизњак који тврди да потенцијалне интеракције између тамне енергије и тамне материје објашњавају да су деси налазе бољи од стандардног модела космологије.
Све нове идеје би могле бити знак да су теоретичари склонији да верују резултат деси-а и све више траже начине да тумачи шта то значи, каже да Веинер каже.
Идеја црних рупа као мјехурићи тамне енергије расправља се на неколико деценија, према Црокеру, али многи космолози су га одбацио или испитивали анализом иза ње. Црокер објављује истраживање о тако црним рупама од 2019. године са неколико колега. Њихов кључни аргумент је тај што материјал који путује у близини светлосне брзине – без обзира где је у универзуму – био би везан за брзину ширења универзума. Они су тврдили да су масе црне рупе драматично порасле током космичког времена, на начине који се не могу објаснити типичним теоријама раста црне рупе. Али овај раст има смисла ако црне рупе некако бацају тамну енергију у својим срцима. У папирном крокору, Тарле и Дунцан Фаррах, физичар на Хавајима на Маноу, објављен је 2023. године, истраживачи су израчунали да комбинована тамна енергија произведена од стране стопе раста првих звезда у универзуму утакмице количине тамне енергије која данас видимо данас. Али неколико других научника критиковало је то дело.
Ипак, Црокер и његове колеге су наставили истраживање, посебно када су схватили да би теорија могла помоћи да објасни нови открића Десима. Неколико чланова сарадње ДеСи-а потписало се као коаутори за нови папир са црним рупама, који је објављен у августу. Црокер каже да ће колеге овога пута све више заинтересовати.
„Тако ради наука. Морате да изградите случај“, каже он.
Док Црокер и колеге настављају тај процес, не слажу се да сви нису прецизни да су прецизни резултати деси тамне енергије. Катие Фреесе, физичар на Универзитету у Тексасу у Аустину, један је истакнути критичар мерења Деси. Она узима проблем са неким од одлука у анализи ДеСи, укључујући начин на који описује две вредности за тамну енергију која може да објасни начин на који се временом мења у мрачној енергији током времена. Али у случају да се Деси покаже да се тамна енергија временом варира, каже, укинута, усантно објашњење је интригантно.
„Нисам уверен да су докази још тамо“, каже она. „Нећу рећи да није у реду, али још увек је препуно. Тако да сам дефинитивно заинтересован да чујем шта долази из овога“
Веинер је скептичан да су црне рупе тамне произвођаче енергије. Он тврди да је модел у новом папиру непотпун. Веинер такође каже да вреди истражити различите теорије које могу објаснити привидне откриве Деси-а. Верује да се можда може наћи више трагова са разним моделима који описују тамну материју и тестирање да ли на неки начин у то на неки начин комуницира са тамном енергијом.
Док физичари настављају да развијају нове идеје, Фреесе каже да се нада да постоји начин да се покаже да је тамна енергија-ламбда, Еинстеинов константност, бана постојања теоретичара – заиста је промена. Отвориће врата новој физици и новим интерпретацијама свега што мислимо да смо знали од Ајнштајна.
„То“, каже она, „било би много забавније него имати константно.“
