Найдено необычное решение величайшей загадки Вселенной
Изображение: Volker Springel and the Max-Planck-Institute for Astrophysics
Ученые Гавайского университета в Маноа объяснили ускоренное расширение Вселенной существованием экзотических объектов, напоминающих черные дыры, но состоящих из темной энергии. Согласно гипотезе, эти необычные объекты, называемые геодами (GEODE, Generic Objects of Dark Energy), в больших количествах содержатся в пустом пространстве между галактиками. Результаты научной работы, в которых раскрывается новый взгляд на одну из величайших загадок Вселенной, опубликованы в журнале Astrophysical Journal.
Геоды внешне напоминают черные дыры, однако вместо сингулярности в центре они содержат темную энергию, окруженную вращающимся слоем материи. Предполагается, что они перемещаются в пространстве так же, как черные дыры. Это создает проблему для использования геодов в качестве объяснения ускоренного расширения Вселенной, поскольку в этом случае необходимо гигантское количество этих объектов. Если бы они находились вблизи видимой материи подобно обычным черным дырам, то это повлияло бы на галактики вроде Млечного Пути.
Однако исследователи нашли решение этой проблемы, доказав, что геоды, если они существуют, в нужном количестве содержатся в пространстве между галактиками. На это распределение влияет скорость вращения слоя материала вокруг ядра темной энергии. Согласно решениям уравнений Эйнштейна, если скорость небольшая, то геоды, чья масса растет с расширением Вселенной, быстро сливаются друг с другом. Однако если вращение происходит со скоростью, близкой к скорости света, начинает доминировать эффект, способствующий отталкиванию геодов друг от друга.
В ранней Вселенной геоды могли возникать при гибели крупных массивных звезд, относящихся к первому поколению звезд после Большого взрыва (население III), после чего поглощали большие объемы газов и другие звезды. В результате они начинали быстро вращаться, и большинство геодов дистанцировались в области, которые затем превратились в пустоты между современными галактиками. Это делает их потенциально обнаруживаемыми, хотя ранее считалось, что существование геодов принципиально нельзя доказать из-за их неотличимости от черных дыр. Геоды, оставшиеся от населения III, объясняют ускоренное расширение Вселенной.
Ускоренное расширение Вселенной является одним из доказательств присутствия темной энергии, которая, в соответствии с моделью Фридмана — Робертсона — Уокера, равномерно заполняет пространство и имеет постоянную плотность.