Ново проучване предполага, че черните дупки може да са просто звезди с екзотична физика в техните ядра. Ядрата могат да накарат „тъмните звезди” да излъчват тъмна материя във Вселената.
Проучването може също да обясни произхода и на бързите радио изблици.
Новата теория предполага, че черните дупки може да са тъмни звезди със сърца от изключително плътна, екзотична материя. Това може да помогне да се обясни една от най-големите загадки на Вселената: произходът и природата на тъмната материя.
Черните дупки са реални примери за общата теория на относителността на Алберт Айнщайн. Те са места във Вселената, където изключително плътни количества материя разтягат тъканта на пространството и времето до неговата граница, образувайки безкрайно дълбока гравитационна яма, от която дори светлината не може да избяга, оттук и името – „черната дупка“.
Учените вярват, че в центъра на всяка черна дупка се намира безкрайно малка и плътна точка, наречена сингулярност. Гравитацията е толкова силна при сингулярността, че формира хоризонт на събитията, който я заобикаля, където гравитацията надвишава дори скоростта на светлината.
При безкрайно малки стойности законите на физиката се разпадат. Тогава две привидно противоположни области на физиката – квантовата механика (описваща свръхмалките обекти) и общата теория на относителността (описващи много големите обекти) – се изправят лице в лице една с друга. Изследвайки природата на черните дупки, изследователите се надяват да комбинират двете полета в единна теория за квантовата гравитация.
Сингулярността изглежда физически невъзможна, защото материята не е в състояние да се концентрира в безкрайно малка точка.
Физиците хитро са избегнали този проблем, като са измислили свои собствени черни дупки без сингулярност, които те наричат „тъмни звезди“. Тези въображаеми творения изглеждат като черни дупки отвън, но вътре съдържат изключително (но не безкрайно) плътно ядро от материя, компресирано до възможно най-малкия мащаб, или „ядро на Планк“. То заимства името си от невероятно малката фундаментална мерна единица, наречена дължина на Планк, която е от порядъка на 10 ^ -35 метра или приблизително 100 трилиона пъти по-малка от протон.
Без сингулярност в центъра си, тъмна звезда теоретично би могла да позволи на светлината да избяга от мощното гравитационно хващане. Всяка светлина, която би избягала от черната дупка, ще бъде опъната като приплъзнала се от гравитационното привличане на тъмната звезда – наблюдавано явление, което учените наричат червено изместване.
„В силни гравитационни полета тъмните звезди се държат интересно“, пише физикът Игор Никитин от германския Институт за научни алгоритми и изчисления„ Фраунхофер “в новия си доклад, който се появява на сървъра за предпечат arXiv:
„Първо, хоризонтът на събитията, типичен за истински черни дупки, е изтрит. Вместо това се формира дълбок гравитационен кладенец, където стойностите на червеното изместване стават изключително големи. В резултат на това за външен наблюдател звездата изглежда черна, като истинска черна дупка. „
Ако това явление съществува, Никитин казва, че то може да помогне да се обясни истинската същност на тъмната материя. Астрономите откриват за първи път съществуването на тъмна материя, когато наблюдават, че въртенето на звездите около галактиките е твърде бързо, като се има предвид количеството материя, което те могат да видят. Сега се знае, че приблизително 85 процента от масата във Вселената е тъмна материя, която е напълно невидима за хората. Въпреки че знаят, че тъмната материя е там, учените все още не знаят всъщност откъде идва.
Според изследванията на Никитин, ако черните дупки съдържат ядра на Планк, те могат да бъдат потенциален източник на тъмна материя. Изследването му предполага, че тъмните звезди могат непрекъснато да излъчват поток от частици под формата на тъмна материя – достатъчно, за да обяснят бързото въртене на звездите около галактиките.
„Още една очарователна възможност е тъмната материя да се състои от известни частици, поставени в необичайно състояние“, казва Никитин. „Частиците могат да бъдат толкова прости, колкото частици светлина или фотони, които са били червено изместени до дължини на вълните, които са толкова широки, че биха били практически невидими за съвременните радиотелескопи“, казва той. „Това е изключително голяма дължина на вълната, около 4 светлинни дни, 16 пъти по-голямо от разстоянието Слънце-Плутон.“
Енергията на тези фотони би била изключително малка, но те биха могли да бъдат в достатъчно изобилие, за да обяснят необичайното движение на звездите около техните галактики.
Никитин също така казва, че неговата теория може да обясни друга неразгадана мистерия на космоса: произходът на бързите радиовзривове (FRB).
Астрономите откриха за първи път тези мощни, краткотрайни изблици на радиовълни през 2007 г., но техният произход и природа остават скрити за учените. Ако обект като астероид попадне в ядрото на Планк, казва Ниткин, може да се освободи светкавица от високоенергийни светлинни вълни. Мощната гравитация на тъмната звезда би изместила червеното на светлината, създавайки видим FRB, откриваем на Земята.
Въпреки че тъмните звезди могат да помогнат за решаването на две от най-големите загадки на Вселената, все още има планина от наблюдения, които идеята на Ниткин ще трябва да обясни, за да замени широко приетата теория за черните дупки. Неговата теория обаче показва, че нестандартното мислене може да осигури креативни решения на привидно невъзможни проблеми.
