У глибинах Всесвіту можуть існувати дивні об’єкти, схожі на чорні діри, які здатні розбити в пух і прах знайому нам фізику. Виявлять їх вчені вже в найближчі роки завдяки обсерваторіям гравітаційних хвиль на Землі.
Американська Обсерваторія гравітаційних хвиль з лазерним інтерферометром (LIGO) і її європейський аналог Virgo були створені для уловлювання мерехтіння в тканини простору-часу, що виходить від масивних об’єктів, таких як чорні діри і нейтронні зірки, коли вони стикаються. І завжди є шанс, що вчені можуть наштовхнутися на щось несподіване. «Ми не настільки наївні, щоб припускати, що знаємо все, що існує», – сказав Луїс Лонго з Федерального університету ABC в Сан-Паулу (Бразилія).
Вчені багато років міркували про можливість існування екзотичних компактних об’єктів і намагалися визначити, як вони будуть виглядати.
Термін «екзотичний компактний об’єкт» застосуємо до багатьох теоретичних об’єктів. Наприклад, до гравастарів, які виглядали б дуже схожими на звичайну чорну діру, але були б заповнені темною енергією – загадковою субстанцією, яка призводить до прискореного розширення Всесвіту. Інший компактний об’єкт, який може ховатися у Всесвіті, – це якийсь пухнастий клубок, схожий на чорну діру, що складається з фундаментальних одновимірних струн.
Екзотичні компактні об’єкти об’єднує те, що, на відміну від чорної діри, у них не повинно бути горизонту подій, пояснює Лонго. Відповідно до теорії відносності Альберта Ейнштейна, горизонт подій – це сфера, що оточує чорну діру, за межами якої будь-яка подорож стає незворотньою. Об’єкти можуть потрапити за горизонт подій, але не зможуть повернутися. Це стосується і світла.
Але вчені знають, що одного разу теорію відносності Ейнштейна доведеться замінити на нову, оскільки вона ніяк не пояснює поведінку субатомних частинок. Для цього фізики звертаються до квантової механіки.
Є надія, що з часом з’явиться теорія квантової гравітації, яка замінить як теорію відносності, так і квантову механіку. Екзотичні компактні об’єкти, які нагадують чорну діру, але не мають горизонту подій, можуть допомогти надати необхідну інформацію для цієї теорії майбутнього.
Оскільки в екзотичних компактних об’єктів не буде горизонту подій, гравітаційні хвилі під час їх злиття можуть «впасти» в центр об’єкта, а потім відскочити назад, створюючи гравітаційне відлуння. Ці сигнали-відлуння занадто слабкі, щоб LIGO і Virgo могли їх виявити. Але обладнання постійно поліпшується і стає все більш чутливим. У 2022 році обсерваторії вже зможуть вловити сигнали-відлуння, якщо екзотичні компактні об’єкти існують.
Натхнення: www.popmech.ru