Экзотические объекты: Темная энергия может быть распределена в космосе иначе, чем считалось ранее - не в виде однородного поля, а в виде быстро вращающихся сгустков. Согласно этой модели, эти сгустки темной энергии могли образоваться в результате нетипичных взрывов самых ранних звезд. Сегодня они прячутся в пустых областях Вселенной, подпитывая ее ускоренное расширение.
Темная энергия - одна из величайших тайн космоса. Согласно современной теории, это движущая сила ускоренного расширения космоса. Но из чего он состоит и как именно работает, совершенно неизвестно. Это также не может быть доказано напрямую. Однако космологические модели предполагают, что темная энергия имеет постоянную плотность и равномерно распределена в пространстве и времени.
Проблема, однако: в последнее время появляется все больше свидетельств того, что сегодня темная энергия оказывает иное воздействие, чем в первые дни существования космоса. Потому что, согласно некоторым измерениям, Вселенная сегодня расширяется быстрее, чем предсказывают модели. Поэтому некоторые космологи и астрофизики не исключают, что темная энергия все-таки не может быть постоянной. Со временем он мог стать либо плотнее, либо сильнее.
GEODE: темная энергия, замаскированная под черную дыру
Физики уже выдвинули гипотезу в 1960-х годах. Согласно их модели, темная энергия распределена неравномерно, а (также) сгущена - в виде так называемых Общих Объектов Темной Энергии (GEODE). Это вращающиеся объекты с ядром из темной энергии, которые могут образовываться при коллапсе чрезвычайно массивных звезд вместо образования черной дыры.
Внешне эти экзотические структуры неотличимы от черной дыры. Даже слияние двух таких ЖЕОДов будет происходить точно так же, излучая одинаковые гравитационно-волновые сигналы. Но, в отличие от черных дыр, внутри экзотических структур скрыта сила, противодействующая гравитации.
Образовались, когда разрушились первые звезды
В более раннем исследовании физики под руководством Кевина Крокера из Гавайского университета в Маноа уже продемонстрировали, что такие сгустки темной энергии могут существовать и быть совместимы с теорией относительности Альберта Эйнштейна. Согласно их модели, эти сгустки темной энергии могли образоваться в результате нетипичного коллапса самых первых звезд. Эти так называемые звезды населения III были чрезвычайно массивными, но недолговечными и, вероятно, взорвались иначе, чем современные звезды.
«Если некоторые из этих звезд Населения III коллапсируют до реионизации с образованием GEODE, они могут объяснить наблюдаемое сегодня расширение», - говорят физики. «Таким образом, мы доказали, что GEODE могут обеспечить необходимую темную энергию для космического расширения, но для этого требуется много старых и массивных GEODE».
Где в космосе спрятаны ЖЕОДА?
Но возникает новая проблема: где прячутся все эти экзотические капли? «Если бы они двигались как черные дыры и оставались близко к видимой материи, они разорвали бы галактики, такие как наш Млечный Путь», - объясняет Крокер. Сила дрейфа GEODE нарушила бы гравитационную связь звезд с галактикой, а также разъединила бы пары широких двойных систем в гало Млечного Пути. Но это явно не так.
Крокер и его команда, возможно, нашли решение этой дилеммы. Потому что, как они обнаружили, вращение сгустков темной энергии играет решающую роль: пока ЖЕОДА вращаются довольно медленно, они имеют тенденцию сближаться друг с другом, а также дрейфовать к нормальной материи. Но это меняется, как только вращение их внешнего слоя ускоряется. Тогда ЖЕОДА начинают отталкиваться, как объясняют физики.
Это держит их на расстоянии друг от друга и обычной материи. В сегодняшнем космосе эти структуры можно найти в основном в пустотах - больших, довольно пустых пространствах в космосе.
Объяснение наблюдаемых расхождений
Для развития космоса и темной энергии это означает: В то время, когда космическое фоновое излучение стало бесплатным и не было звезд, темная энергия уже была, но меньше, чем сегодня. Когда GEODE сформировалась в процессе звездообразования, их доля увеличилась, а вместе с ней ускорилось космическое расширение.
Это могло бы объяснить расхождения, возникающие при измерении расширения над фоновым излучением, с одной стороны, и галактик, сверхновых и других современных объектов, с другой. «Таким образом, наш сценарий Population III GEODE обеспечивает физически последовательное объяснение более быстрого расширения настоящего, не затрагивая текущие модели формирования структур», - заявляют Крокер и его команда. Однако: Пока что существование сгущенной темной энергии теоретически возможно, но это чистая спекуляция.