만약 당신이 블랙홀(우리가 권장하지 않는 것) 속으로 뛰어든다면, 중심에서 특이점, 즉 무한히 작고 조밀한 지점을 발견하게 될 것입니다. 또는 그것이 물리학자들이 항상 생각해온 것입니다.
그러나 이제 한 쌍의 과학자들은 일부 블랙홀이 전혀 블랙홀이 아닐 수도 있다고 제안합니다.대신, 그것들은 가득 찬 이상한 물체일 수도 있습니다.암흑 에너지... 우주의 경계를 밀어붙여 점점 더 빠른 속도로 우주를 팽창시키는 것으로 생각되는 신비한 힘입니다.
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"우리가 블랙홀이라고 생각했던 것이 실제로 특이점이 없는 물체라면, 우리 우주의 가속 팽창은 아인슈타인의 일반 이론의 자연스러운 결과입니다.상대성"라고 하와이 대학교 메노아 캠퍼스의 천체물리학자인 케빈 크로커(Kevin Croker)는 말했습니다.
Croker와 동료는 8월 28일 온라인에 게재된 새로운 연구에서 이 아이디어를 설명합니다. 천체 물리학 저널.만약 그들이 맞다면, 블랙홀 중심의 특이점은 모든 것을 흩어버리는 이상한 에너지로 대체될 수 있으며, 이는 밀도가 높은 물체에 대해 우리가 생각하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.
두 사람은 블랙홀 내부에 무엇이 있는지 알아내려고 나온 것이 아닙니다.크로커와 같은 대학교 수학과 명예교수인 조엘 와이너는 아인슈타인의 일반상대성이론을 단순화한 프리드만의 방정식을 살펴보고 있었다.(상대성은 질량과 에너지가 시공간을 휘게 하는 방법을 설명합니다.) 물리학자들은 프리드만 방정식을 사용하여 우주의 팽창을 설명합니다. 부분적으로는 수학이 상대성을 설명하는 아인슈타인의 방정식 본문보다 간단하기 때문입니다.연구팀은 프리드만 방정식을 제대로 작성하려면 중성자별이나 블랙홀과 같이 밀도가 높고 고립된 공간 영역을 다른 모든 영역과 동일한 수학적 방식으로 처리해야 한다는 사실을 발견했습니다.이전에 우주론자들은 블랙홀 내부와 같이 밀도가 매우 높고 고립된 지역의 내부 세부 사항을 무시하는 것이 합리적이라고 믿었습니다.
Croker는 Live Science에 "우리는 [이 방정식을 올바르게 구성하는] 방법이 단 하나뿐이라는 것을 보여주었습니다."라고 말했습니다."그리고 올바른 방법인 한 가지 방식으로 수행하면 흥미로운 점을 발견할 수 있습니다."
새로운 결과는 우주의 가속 팽창에 필요한 모든 암흑 에너지가 블랙홀을 대체할 수 있는 물질에 포함될 수 있음을 시사합니다.연구자들은 프리드만 방정식을 작성하는 방법을 수정한 후 수학에서 이를 발견했습니다.그리고 The Asphysical Journal에 제출된 후속 논문에서 9월 7일 사전 인쇄 저널에 게재되었습니다. arXiv, 그들은 GEODE(Generic Objects of Dark Energy)라고 불리는 블랙홀에 대한 이러한 대안이 2016년 중력파 관측의 특성을 설명하는 데 도움이 될 수 있음을 보여주었습니다.
프리드만 방정식의 수학은 시간이 지남에 따라 이러한 초밀도 물체의 무게가 증가한다는 것을 보여주었습니다.우주의 팽창, 근처에 소비할 재료가 없는 경우에도 마찬가지입니다.팽창하는 공간을 통해 이동하는 빛이 에너지를 잃는 것처럼(적색편이로 알려진 효과) 물질도 공간이 팽창함에 따라 무게를 잃습니다.일반적으로 효과는 너무 작아서 눈으로 볼 수 없습니다.그러나 상대론적 물질로 알려진 내부 압력이 매우 강한 초밀도 물질에서는 그 효과가 눈에 띄게 나타납니다.암흑 에너지는 매우 상대론적이며 그 압력은 일반 물질 및 빛과 반대 방향으로 작용합니다. 따라서 암흑 에너지로 만들어진 물체(예: 가상의 GEODE)는 시간이 지남에 따라 무게가 늘어납니다.
"빛은 일종의 이상한 것입니다. 여러 면에서 반직관적으로 행동합니다"라고 Croker는 말했습니다."사람들은 이 동작이 다른 개체에서도 나타날 수 있다고 기대하지 않았습니다. 그러나 우리는 다른 개체, 즉 GEODE 내부에서 이를 볼 수 있다는 것을 보여주었습니다.
GEODE는 1960년대에 아이디어로 처음 제안되었지만 이를 뒷받침하는 수학은 최근에야 밝혀졌습니다.그러나 이 이상한 물체는 관찰된 대규모 블랙홀 합병에 대한 간단한 설명을 제공할 수도 있다는 것이 밝혀졌습니다.2016년에 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)-Virgo 협력 회원들은 발표했습니다.블랙홀 합병을 최초로 관측한 사람들그러나 추정되는 블랙홀의 질량 계산은 예상치 못한 결과였습니다. 과학자들은 질량이 훨씬 더 높거나 낮을 것으로 예상했습니다.
그러나 GEODE는 전통적인 블랙홀과 달리 시간이 지남에 따라 무게가 늘어납니다.젊은 우주에서 형성된 두 개의 GEODE가 결국 충돌한다면, 충돌할 때쯤에는 일반적인 블랙홀보다 더 커졌을 것입니다.그 시점에서 GEODE의 질량은 LIGO-Virgo가 관찰한 충돌에서 보이는 질량과 일치하게 됩니다.합병으로 이어진 매우 구체적인 상황을 구상하는 대신 GEODE는 관찰 내용을 설명하는 더 간단한 솔루션을 제공할 수 있습니다.
하지만 모든 과학자들이 확신하는 것은 아닙니다.이번 연구에 참여하지 않은 포르투갈 리스본 소재 Instituto Superior Técnico의 물리학 교수인 Vitor Cardoso는 이러한 물체에 대한 새로운 설명은 "직관적이지 않고 소화하기 어렵다"고 Live Science에 이메일로 말했습니다.하지만 그는 "블랙홀의 대안을 찾는 아이디어가 마음에 든다. 블랙홀 패러다임을 강화하게 만든다. 또한 때로는 찾지 않으면 찾기 어려울 때도 있다"고 덧붙였다.
원래 게시 날짜 라이브 사이언스.
(이미지 출처: All About Space 매거진)