หากคุณดำดิ่งลงไปในหลุมดำ (สิ่งที่เราไม่แนะนำ) คุณอาจจะพบความแปลกประหลาดหรือจุดที่เล็กและหนาแน่นที่กึ่งกลางหรือที่นักฟิสิกส์คิดอยู่เสมอ
แต่ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์คู่หนึ่งแนะนำว่าหลุมดำบางแห่งอาจไม่ใช่หลุมดำเลย แต่พวกมันอาจเป็นวัตถุประหลาดที่เต็มไปด้วยพลังงานมืด - พลังลึกลับที่คิดว่าจะผลักไปที่ขอบเขตของจักรวาลทำให้มันขยายตัวในอัตราที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ
“ หากสิ่งที่เราคิดว่าเป็นหลุมดำนั้นจริง ๆ แล้วเป็นวัตถุที่ไม่มีเอกฐานดังนั้นการขยายตัวของจักรวาลของเราอย่างรวดเร็วนั้นเป็นผลมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์” Kevin Croker นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยฮาวาย
Croker และเพื่อนร่วมงานอธิบายความคิดนี้ในการศึกษาใหม่เผยแพร่ทางออนไลน์ 28 สิงหาคมใน Astrophysical Journal หากพวกมันถูกต้องและความแปลกประหลาดที่ใจกลางหลุมดำอาจถูกแทนที่ด้วยพลังงานแปลก ๆ ที่เหวี่ยงทุกสิ่งออกไปซึ่งอาจปฏิวัติวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับวัตถุที่หนาแน่นเหล่านี้
ทั้งคู่ไม่ได้ออกมาเปิดเผยสิ่งที่อยู่ในหลุมดำ Croker และ Joel Weiner ศาสตราจารย์กิตติคุณสาขาคณิตศาสตร์ในมหาวิทยาลัยเดียวกันได้ศึกษาสมการของ Friedmann ซึ่งง่ายกว่าจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein (ทฤษฎีสัมพัทธภาพอธิบายว่ามวลและพลังงานแปรปรวนเวลา - เวลา) นักฟิสิกส์ใช้สมการของ Friedmann เพื่ออธิบายการขยายตัวของจักรวาลส่วนหนึ่งเป็นเพราะคณิตศาสตร์ง่ายกว่าในสมการของ Einstein ที่อธิบายทฤษฎีสัมพัทธภาพ ทีมพบว่าเพื่อที่จะเขียนสมการของ Friedmann อย่างเหมาะสมพื้นที่ที่มีขนาดเล็กมากและโดดเดี่ยวเช่นดาวนิวตรอนและหลุมดำจะต้องได้รับการปฏิบัติในลักษณะทางคณิตศาสตร์เช่นเดียวกับพื้นที่อื่น ๆ ทั้งหมด ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์วิทยาเชื่อว่ามีเหตุผลที่จะเพิกเฉยต่อรายละเอียดภายในของพื้นที่ที่มีขนาดเล็กมากและบางแห่งเช่นภายในหลุมดำ
“ เราแสดงให้เห็นว่ามีวิธีการที่ถูกต้องเพียงวิธีเดียวเท่านั้น” Croker กล่าวกับ Live Science "และถ้าคุณทำอย่างนั้นวิธีหนึ่งซึ่งเป็นวิธีที่ถูกต้องที่จะทำคุณจะพบสิ่งที่น่าสนใจ"
ผลการศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าพลังงานมืดทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการขยายตัวของเอกภพสามารถถูกบรรจุไว้ในทางเลือกเหล่านี้กับหลุมดำ นักวิจัยค้นพบสิ่งนี้ในวิชาคณิตศาสตร์หลังจากที่พวกเขาแก้ไขวิธีการเขียนสมการของ Friedmann แล้ว และในกระดาษติดตามที่ส่งไปยัง Astrophysical Journal และโพสต์วันที่ 7 กันยายนในวารสาร prex arXiv พวกเขาแสดงให้เห็นว่าทางเลือกเหล่านี้ไปยังหลุมดำที่เรียกว่า Generic Objects of Dark Energy (GEODEs) ก็สามารถช่วยอธิบายลักษณะเฉพาะ การสังเกตการณ์คลื่นตั้งแต่ปี 2016
คณิตศาสตร์จากสมการของ Friedmann แสดงให้เห็นว่าเมื่อเวลาผ่านไปวัตถุที่มีขนาดเล็กมากเหล่านี้จะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเนื่องจากการขยายตัวของเอกภพแม้ว่าจะไม่มีวัตถุใกล้เคียงให้พวกเขากิน เช่นเดียวกับที่แสงเดินทางผ่านอวกาศที่กำลังขยายตัวสูญเสียพลังงาน - เอฟเฟกต์ที่เรียกว่าเรดชิฟต์ - สสารลดน้ำหนักเมื่อพื้นที่ขยาย เอฟเฟกต์มักจะเล็กจนมองไม่เห็น แต่ในวัสดุ ultradense ที่มีแรงกดดันสูงมากเรียกว่าเป็นวัตถุที่สัมพันธ์กัน พลังงานมืดนั้นมีความสัมพันธ์มากและความดันของมันจะทำหน้าที่ตรงข้ามกับสสารปกติและแสงดังนั้นวัตถุที่ทำจากมัน (เช่นจีโอเด็นส์สมมุติฐานเหล่านี้) จะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป
“ แสงเป็นสิ่งแปลก ๆ มันมีพฤติกรรมต่อต้านในหลาย ๆ ด้าน” Croker กล่าว “ ผู้คนไม่คาดหวังว่าพฤติกรรมนี้สามารถแสดงในวัตถุอื่นได้ แต่เราแสดงให้เห็นใช่คุณสามารถเห็นมันในอีกวัตถุหนึ่งได้” กล่าวคือภายใน GEODE
GEODE ถูกเสนอครั้งแรกเป็นความคิดในปี 1960 แต่คณิตศาสตร์ที่สนับสนุนพวกเขาเพิ่งจะหมดเร็ว ๆ นี้ แต่ปรากฎว่าวัตถุประหลาดเหล่านี้ยังสามารถให้คำอธิบายง่ายๆสำหรับการรวมหลุมดำขนาดใหญ่ที่สังเกตได้ ในปี 2559 สมาชิกของ Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) -Virgo ทำงานร่วมกันประกาศว่าพวกเขามีการสำรวจครั้งแรกของการรวมตัวของหลุมดำ แต่มวลที่คำนวณได้จากหลุมดำที่คาดคะเนนั้นไม่คาดคิดนักวิทยาศาสตร์คาดว่ามวล ทั้งสูงหรือต่ำกว่ามาก
แต่ GEODE นั้นต่างจากหลุมดำแบบดั้งเดิมที่รับน้ำหนักอยู่ตลอดเวลา หากสอง GEODE ที่ก่อตัวขึ้นในเอกภพอายุน้อยกว่าชนกันในที่สุดเมื่อถึงเวลาที่ชนกันพวกมันจะใหญ่กว่าหลุมดำทั่วไป จากจุดนั้นมวลของ GEODE จะจับคู่กับมวลที่พบในการชนกันของ LIGO-Virgo แทนที่จะต้องเข้าใจสถานการณ์เฉพาะที่นำไปสู่การควบรวมกิจการ GEODE สามารถเสนอวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายกว่าเพื่ออธิบายการสังเกตการณ์
ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนที่เชื่อมั่น คำอธิบายใหม่ของวัตถุเหล่านี้คือ "counterintuitive และยากที่จะย่อย" Vitor Cardoso ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่ Instituto Superior Técnicoในเมืองลิสบอนประเทศโปรตุเกสผู้ไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษาบอก Live Science ทางอีเมล แต่เขากล่าวเสริมว่า "ฉันชอบความคิดที่จะหาทางเลือกอื่นในหลุมดำ - มันบังคับให้เราเสริมสร้างกระบวนทัศน์หลุมดำอีกทั้งบางครั้งมันก็ยากที่จะหาสิ่งต่าง ๆ ถ้าเราไม่มองหาพวกเขา"
