אם היית צולל לחור שחור (משהו שלא היינו ממליצים עליו), סביר להניח שתמצא ייחודיות, או נקודה קטנה וצפופה עד אינסוף, במרכז. או שזה מה שהפיזיקאים תמיד חשבו.
אבל עכשיו זוג מדענים מציעים שחלק מהחורים השחורים עשויים לא להיות חורים שחורים בכלל. במקום זאת, הם עשויים להיות חפצים מוזרים, מלאי אנרגיה אפלה - הכוח המסתורי שנחשב לדוחק את גבולות היקום, וגורם לו להתרחב בקצב הולך וגובר.
"אם מה שחשבנו שהם חורים שחורים הם בעצם אובייקטים ללא יחודיות, הרי שההתרחבות המואצת של היקום שלנו היא תוצאה טבעית של תורת היחסות הכללית של איינשטיין", אמר קווין קרוקר, אסטרופיסיקאי מאוניברסיטת הוואי במנונה.
קרוקר ועמית מתארים רעיון זה במחקר חדש שפורסם באינטרנט 28 באוגוסט בכתב העת Astrophysical. אם הם צודקים, והייחודיות בלב חור שחור יכולה להיות מוחלפת על ידי אנרגיה משונה המפנה הכל לגזרים, שעשויה לחולל מהפכה בדרך שבה אנו חושבים על חפצים צפופים אלה.
הצמד לא יצא לחשוף את מה שנמצא בתוך חור שחור. קרוקר וג'ואל ויינר, פרופסור אמריטוס למתמטיקה באותה אוניברסיטה, התבוננו במשוואות של פרידמן, המפשטות מתורת היחסות הכללית של איינשטיין. (היחסות מתארת כיצד עיוות המסה ואנרגיה במרחב זמן.) הפיזיקאים משתמשים במשוואות של פרידמן כדי לתאר את התפשטות היקום, בין השאר מכיוון שהמתמטיקה היא פשוטה יותר מאשר בגוף המשוואות של איינשטיין המתאר את היחסות. הצוות מצא כי על מנת לרשום כראוי את משוואות פרידמן, יש לטפל באזורי המרחב האולטרה-סוערים והמבודדים, כמו כוכבי נויטרונים וחורים שחורים, באותה דרך מתמטית כמו כל שאר התחומים. בעבר, הקוסמולוגים האמינו כי סביר להתעלם מהפרטים הפנימיים של אזורים אולטרה-סתמיים ומבודדים, כמו למשל פנים חור שחור.
"הראינו שיש רק דרך אחת נכונה," אמר קרוקר ל- Live Science. "ואם אתה עושה את זה בדרך אחת, וזו הדרך הנכונה לעשות את זה, אתה מוצא כמה דברים מעניינים."
התוצאות החדשות מעלות כי כל האנרגיה הכהה הנדרשת להתפשטות היקום המואצת יכולה להיות כלולה בחלופות אלה לחורים שחורים. החוקרים גילו זאת במתמטיקה, לאחר שתיקנו את הדרך לפרוש את משוואות פרידמן. ובמאמר המשך שהוגש לכתב העת Astrophysical ופרסם 7 בספטמבר בכתב העת הקדום arXiv, הם הראו שהחלופות הללו לחורים שחורים, הנקראים Generic Objects of Dark Energy (GEODEs), יכולות גם לעזור להסביר את המוזרויות בגרביטציה- תצפיות גלים משנת 2016.
המתמטיקה מהמשוואות של פרידמן הראתה שעם הזמן חפצים אולטרה-סנסיים אלה עולים במשקל פשוט בגלל התפשטות היקום, גם כשאין חומר סמוך להם לצרוך. כשם שאור העובר דרך מרחב מתרחב מאבד אנרגיה - אפקט המכונה משמרת אדומה - כך גם חומר מאבד משקל ככל שהמרחב מתרחב. ההשפעה היא בדרך כלל כה זעירה עד שלא ניתן לראות אותה. אולם בחומר אולטרה-סנס עם לחץ חזק מאוד בפנים, המכונה חומר רלטיביסטי, ההשפעה מתגלה. אנרגיה אפלה היא רלטיבית מאוד, והלחץ שלה פועל בניגוד לחומר רגיל ולאור - כך שאובייקטים העשויים ממנו (כמו GEODE היפותטיות אלו) עולים במשקל לאורך זמן.
"אור הוא דבר מוזר. הוא מתנהג בצורה אינטראקטיבית, במובנים רבים," אמר קרוקר. "אנשים לא ציפו שהתנהגות זו יכולה להיות מוצגת גם באובייקטים אחרים. אבל הראנו, כן, אתה יכול לראות אותה באובייקט אחר," כלומר בתוך GEODEs.
GEODE הוצע לראשונה כרעיון בשנות השישים, אך המתמטיקה התומכת בהם הושלמה רק לאחרונה. אבל מסתבר שהאובייקטים המוזרים הללו יכולים לספק גם הסבר פשוט למיזוגים גדולים של חור שחור שנצפו. בשנת 2016 הודיעו חברי שיתוף הפעולה במצפה הכוכבים לייב אינטרפרומטר לייזר (LIGO) -Virgo כי היו להם התצפיות הראשונות אי פעם על מיזוג חור שחור, אך ההמונים המחושבים של החורים השחורים כביכול היו בלתי צפויים - מדענים ציפו שההמונים יהיו או הרבה יותר גבוה או נמוך יותר.
אבל GEODEs, בניגוד לחורים שחורים מסורתיים, עולים במשקל לאורך זמן. אם שני GEODE שהתגבשו ביקום הצעיר בסופו של דבר התנגשו, כשהם התנגשו, הם היו גדלים גדולים יותר מחורים שחורים טיפוסיים. באותה נקודה, המוני ה- GEODE יתאימו להמונים שנראו בהתנגשות שנצפתה על ידי LIGO-Virgo. במקום להעלות על הדעת מצב ספציפי ביותר שהביא למיזוג, GEODEs יכולים לספק פיתרון פשוט יותר להסביר את התצפיות.
אולם לא כל המדענים משוכנעים. התיאור החדש של אובייקטים אלה הוא "אינטואיטיבי וקשה לעיכול", אמר ויטר קרדוסו, פרופסור לפיזיקה במכון סופריור טיקניקו בליסבון, פורטוגל, שלא היה מעורב במחקר, אמר ל- Live Science במייל. אבל, הוא הוסיף, "אני אוהב את הרעיון למצוא אלטרנטיבות לחורים שחורים - זה מאלץ אותנו לחזק את הפרדיגמה של החור השחור. כמו כן, לפעמים קשה למצוא דברים אם לא נחפש אותם."
