Расширение Вселенной ускоряют тёмные двойники чёрных дыр?

Учёные много лет спорят о природе загадочной тёмной энергии, заставляющей Вселенную расширяться с ускорением. Теперь астрономы выдвинули дерзкую гипотезу: во всём виноваты двойники чёрных дыр, затерявшиеся в межгалактических просторах.

Подробности изложены в научной статье, опубликованной в издании The Astrophysical Journal группой из Гавайского университета в Маноа.

Вести.Ru подробно рассказывали о тёмной энергии. Напомним, что это некая субстанция, которая придаёт ускорение расширению Вселенной.

Сам факт ускоренного расширения практически не вызывает сомнений. Существование этого эффекта было многократно подтверждено самыми разными способами. За его открытие Сол Перлмуттер, Брайан Шмидт и Адам Рисс получили Нобелевскую премию по физике 2011 года.

Но что представляет собой таинственная тёмная энергия, ответственная за это ускорение? В этом вопросе ясности нет. Большинство теоретиков предполагает, что это некое свойство вакуума.

Между тем ещё в 1960-е годы была предложена теория о существовании экзотических объектов. Эти тела предположительно образуются при взрывах массивных звёзд и по своим свойствам чрезвычайно похожи на "сгустки" тёмной энергии. Гипотетические объекты получили название GEODEs (GEneric Objects of Dark Energy, то есть "родовые объекты тёмной энергии"). Если в космосе достаточно много GEODEs, они могут обеспечить наблюдаемое ускоренное расширение Вселенной.

Откуда берутся GEODEs? Гипотеза гласит, что они рождаются в том же процессе, что и чёрные дыры звёздной массы: при взрывах самых массивных звёзд в качестве сверхновых. А это значит, что в ранней Вселенной должно было появиться очень много подобных тел.

Поясним. Общепризнанно, что представители первого в истории Вселенной поколения звёзд были невероятно массивными (от сотен до тысяч масс Солнца). Дело в том, что в те времена химический состав вещества был иным, чем сегодня. Термоядерные реакции просто не начинались, пока масса протозвезды не достигала подобных монструозных значений.

Массивные звёзды живут недолго и заканчивают свою жизнь как сверхновые. Первое поколение светил просуществовало не дольше нескольких миллионов лет. После этого оно дружно отправилось в небытие во впечатляющем фейерверке. Если при таких взрывах действительно образуются GEODEs (повторим, что это только гипотеза), то в ту эпоху должны были родиться целые полчища этих тел. По расчётам гавайских специалистов, их вполне может хватить, чтобы обеспечить Вселенную тёмной энергией.

Однако у этой концепции есть проблема. Согласно выкладкам теоретиков, эти гипотетические объекты похожи на чёрные дыры не только по механизму рождения, но и по свойствам. Внешнему наблюдателю было бы очень сложно их различить. Например, они так же сильно притягивают обычную материю.

Между тем звёзды рождаются и умирают в галактиках. Значит, и GEODEs должны находиться там же, а не в пустом межгалактическом пространстве. И будь их столько, сколько нужно, чтобы "сделать" из них тёмную энергию, они своей гравитацией сильно влияли бы на движение светил. Наблюдатели не смогли бы этого не заметить.

Однако авторы нового исследования пришли к неожиданному выводу. По их расчётам, GEODEs могут отталкиваться друг от друга, если достаточно быстро вращаются вокруг своей оси. Это своего рода гравитация со знаком минус.

Так что же произошло с легионами GEODEs, предположительно, образовавшимися при гибели звёзд первого поколения? Собирая своей гравитацией окружающее вещество, они набирали массу и вращались вокруг своей оси всё быстрее. А это значит, что они должны были отталкиваться друг от друга.

Согласно модели авторов, эта мощная сила отталкивания должна была просто вытолкнуть большинство образовавшихся GEODEs из галактик. А это значит, что они могли бы играть роль тёмной энергии, не вмешиваясь в жизнь звёздных систем.

Исследователи считают, что такая картина не противоречит никаким наблюдательным данным ни о тёмной энергии, ни о звёздах и галактиках.

Однако выводы авторов должны быть тщательно проверены независимыми экспертами. Только сообщество специалистов может решить, насколько обоснованной и корректной является эта экзотическая концепция.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о научном исследовании, объединяющем тёмную энергию с тёмной материей. Писали мы и о том, что космологи "разрешили" обитаемость вселенных с другим количеством тёмной энергии.

Обновление от 03. 09. 2020 13:30. Специально для Вести.Ru эту научную работу прокомментировал академик РАН Алексей Александрович Старобинский из Института теоретической физики имени Ландау.

"Если бы такие объекты (GEODEs – прим. ред.) существовали, то расчёты в обсуждаемой статье были бы более-менее верными. Но существуют ли они вообще? Не вдаваясь в детали, скажу, что из наблюдений ничего подобного не видно, – отмечает эксперт. – Не существует и никакой внутренне непротиворечивой теоретической модели таких объектов, основанной либо на квантовой теории поля, либо на какой-нибудь модификации общей теории относительности".

Разные авторы десятилетиями предпринимали попытки построить непротиворечивые модели подобных тел, но все они, по словам академика, окончились провалом. Поэтому пока гипотеза о существовании GEODEs не имеет не только наблюдательного, но и теоретического обоснования.