Los agujeros negros pueden ocultar núcleos de energía oscura pura que mantienen el universo en expansión

Los agujeros negros pueden ocultar núcleos de energía oscura pura que mantienen el universo en expansión

(Just_Super / iStock) Los agujeros negros pueden ocultar núcleos de energía oscura pura que mantienen el universo en expansión

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Los agujeros negros pueden ocultar núcleos de energía oscura pura que mantienen el universo en expansión

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Los agujeros negros pueden ocultar núcleos de energía oscura pura que mantienen el universo en expansión

Una hipótesis de cincuenta años que predice la existencia de cuerpos denominados Objetos Genéricos de Energía Oscura  (GEODE) está obteniendo una segunda mirada a la luz de una corrección propuesta a los supuestos que usamos para modelar la forma en que nuestro Universo se expande.

Si esta nueva versión de un modelo cosmológico clásico es correcta, algunos agujeros negros podrían ocultar núcleos de pura energía oscura , empujando a nuestro Universo a un lado.

El astrofísico de la Universidad de Hawai, Kevin Croker, y el matemático Joel Weiner se unieron para desafiar la noción ampliamente aceptada de que cuando se trata de la creciente cintura del Universo, su contenido es en gran medida irrelevante.

«Durante 80 años, generalmente hemos operado bajo el supuesto de que el Universo, a grandes rasgos, no se vio afectado por los detalles particulares de ninguna región pequeña», dijo Croker .

«Ahora está claro que la relatividad general puede conectar de manera observable estrellas colapsadas, regiones del tamaño de Honolulu, con el comportamiento del Universo en su conjunto, más de mil millones de billones de veces más grande».

Esta interpretación alternativa de la física fundamental no solo podría cambiar la forma en que entendemos la expansión del Universo, sino que también deberíamos considerar cómo ese crecimiento podría afectar a objetos compactos como los núcleos de las estrellas que colapsan.

El hecho de que el espacio ha estado agregando constantemente bienes raíces durante los últimos 13.8 mil millones de años es una característica ampliamente aceptada en nuestro Universo.

El conjunto de ecuaciones que usamos para describir esta expansión fue escrito por primera vez hace poco menos de un siglo por el físico ruso Alexander Friedmann. Proporcionaron una solución a la teoría de la relatividad general de Einstein que ahora sustenta nuestro modelo general de cosmología.

Tan útiles como han sido las ecuaciones de Friedmann, se basan en la suposición de que cualquier materia que flota dentro de este espacio en expansión está más o menos hecha del mismo tipo de cosas y se extiende de manera bastante uniforme.

Esto significa que tendemos a ignorar los remolinos de estrellas y galaxias, al igual que podríamos no incluir patos en la hidrodinámica de un lago.

Pero Croker y Weiner se preguntan qué podría pasar con el espacio y los objetos que contiene si hiciéramos algunos cambios razonables en los supuestos que informan estas ecuaciones.

Las consecuencias no son triviales.

Según su modelo ajustado, las contribuciones promedio de nuestros patos metafóricos podrían afectar el agua del lago después de todo.

Además, la expansión del lago también afectaría la forma en que nadan los patos, haciéndolos perder o ganar energía dependiendo de su especie.

Teóricamente, esta interpretación significaría que debemos tener en cuenta el crecimiento del Universo al describir ciertos fenómenos, como la muerte de una estrella.

En 1966, un físico ruso llamado Erast Gliner consideró cómo algunas densidades de espacio cercanas al Big Bang podrían verse, en términos de relatividad, como un vacío que podría contrarrestar los efectos de la gravedad.

Su solución se vería como un agujero negro desde el exterior. Pero adentro habría una burbuja de energía empujando contra el Universo circundante.

Medio siglo después, los astrofísicos están a la caza de tal poder de empuje que podría ser responsable de que la expansión del Universo se acelere con el tiempo.

Hoy nos referimos a esta fuerza no descrita como energía oscura, pero ¿podrían los bolsillos de la nada relativista de Gliner ser la fuente de la expansión acelerada de nuestro Universo?

Según el trabajo de Croker y Weiner, si solo unas pocas estrellas antiguas se hubieran colapsado en los GEODE de Gliner en lugar del espacio fruncido más típico de una singularidad, su efecto promedio en el espacio en expansión se vería como la energía oscura.

La pareja va más allá, aplicando su modelo corregido a la primera observación de ondas gravitacionales de una colisión de un agujero negro según lo medido por LIGO.

Para que las matemáticas encajen, se supone que las estrellas que formaron los agujeros negros fusionados se formaron en un entorno de baja metalicidad , lo que los hace algo raros .

Técnicamente, la energía de un GEODE debería evolucionar a medida que crece el Universo, compactando efectivamente como un equivalente cosmológico de un ‘ cambio de blues ‘.

Si los agujeros negros fusionados fueran GEODE, según los investigadores, no habría necesidad de asumir que los agujeros negros nacieron en un espacio inusual.

«Lo que hemos demostrado es que si los GEODE existen, pueden dar lugar fácilmente a fenómenos observados que actualmente carecen de explicaciones convincentes», dijeron los investigadores .

«Anticipamos muchas otras consecuencias de observación de un escenario GEODE, incluidas muchas formas de excluirlo. Apenas hemos comenzado a arañar la superficie».

Probar supuestos como estos es una parte vital de la física. Estamos muy lejos de incluir GEODE en cualquier zoológico astrofísico oficial de objetos extraños, pero es posible que estos puedan ser los corazones oscuros del Universo que hemos estado buscando.

Esta investigación fue publicada en The Astrophysical Journal .

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