Новият модел предполага, че черните дупки набират маса с разширяването на Вселената

Сподели
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Има много мистерии около черните дупки и сега екип от астрономи предложи ново решение на една от тях – защо толкова много наблюдавани черни дупки са по-масивни от очакваното? Нов модел предполага, че техният растеж може да бъде „космологично свързан“ с разширяването на Вселената.

През 2015 г. съоръжението LIGO направи първото по рода си откриване на гравитационни вълни – вълни в тъканта на самото пространство-време. Те се получават при катаклизмични събития, най-често сблъсъци между черни дупки, и астрономите могат да работят обратно от вълните, за да изчислят масите на двата обекта, участващи в сливането. И забелязаха нещо странно.

Най-често срещаният тип черна дупка и видът, който екипът очакваше да види замесени в повечето сливания, са звездните черни дупки. Те се образуват от колапса на масивни звезди и се очаква да имат маса между пет и около 30 пъти по-голяма от тази на Слънцето. Но екипът на LIGO открива няколко черни дупки с много по-високи маси – например, най-масивният сблъсък, регистриран някога, е между две черни дупки с маси от 65 и 85 слънца.

И така, как тези черни дупки станаха толкова големи? Най-често срещаното обяснение е, че те растат чрез поглъщане на материя, включително прах, газ, звезди или други черни дупки. Но изследователите на новото изследване сега предложиха доста необикновена алтернатива – че масите на черните дупки могат да нараснат с разширяването на Вселената в ефект, който екипът нарича космологично свързване.

Може да звучи малко странно, но идеята не е напълно безпрецедентна. Възможността се подразбира от теорията на относителността на Айнщайн, а светлината вече е някак космологично свързана, тъй като губи енергия докато Вселената се разширява, подхранвайки самото това разширение.

„Мислехме да разгледаме обратния ефект“, казва Дънкан Фара, съавтор на изследването. „Какво би наблюдавал LIGO–Virgo, ако черните дупки бяха космологично свързани и натрупаха енергия, без да е необходимо да консумират други звезди или газ?“

Екипът посочва, че когато черните дупки се моделират, това обикновено се прави в симулирани вселени, които не се разширяват. Това е за простота, но може да прикрие всички ефекти от космологичното свързване. Така че за новото проучване изследователите проведоха симулации, които отчитат това разширение.

Те симулираха милиони двойки звезди чрез тяхното раждане, живот и смърт, за да образуват черни дупки – и което е важно, те свързаха масите на черните дупки с размера на симулираната вселена. Това означаваше, че тези двойки черни дупки станаха по-масивни с течение на времето, тъй като те се извиваха една към друга и в крайна сметка се сблъскаха.

Може би не е изненадващо, че черните дупки, които се образуваха от сливанията, бяха по-масивни, но също така изглежда, че водят до повече сливания. И разбира се, прогнозите изглежда се съгласуваха доста добре с данните от сътрудничеството LIGO-Virgo.

Изследователите казват, че новият модел работи добре, защото не изисква никакви модификации на съществуващите ни разбирания за това как звездите се образуват, живеят и умират. Но, разбира се, въпросът далеч не е решен – настоящата идея за черни дупки, поглъщащи материята и една друга, може да бъде по-просто обяснение.

„Много аспекти на сливането на черни дупки не са известни в детайли, като доминиращата среда на образуване и сложните физически процеси, които продължават през целия им живот“, казва Майкъл Зевин, съавтор на изследването. „Докато използвахме симулирана звездна популация, която отразява данните, с които разполагаме в момента, има много място за раздвижване. Можем да видим, че космологичното свързване е полезна идея, но все още не можем да измерим силата на това свързване.

Идеята може да бъде тествана, тъй като обсерваториите на гравитационните вълни стават по-чувствителни и особено когато нови, като базираната в космоса LISA, се присъединяват към търсенето.

Изследването е публикувано в Astrophysical Journal Letters.

Източник: Хавайския университет

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •