Dos investigadores de la Universidad de Hawai en Manoa han identificado y corregido un error sutil que se cometió al aplicar las ecuaciones de Einstein para modelar el crecimiento del universo.
Los físicos suelen suponer que un sistema cosmológicamente grande, como el universo, es insensible a los detalles de los pequeños sistemas contenidos en él. Kevin Croker, investigador postdoctoral en el Departamento de Física y Astronomía, y Joel Weiner, miembro de la facultaden el Departamento de Matemáticas, han demostrado que esta suposición puede fallar para los objetos compactos que quedan después del colapso y la explosión de estrellas muy grandes.
"Durante 80 años, generalmente hemos operado bajo el supuesto de que el universo, a grandes rasgos, no se vio afectado por los detalles particulares de ninguna región pequeña", dijo Croker. "Ahora está claro que la relatividad general puede conectarse de manera observableestrellas colapsadas - regiones del tamaño de Honolulu - al comportamiento del universo en su conjunto, más de mil billones de billones de veces más grande "
Croker y Weiner demostraron que la tasa de crecimiento del universo puede volverse sensible a la contribución promedio de tales objetos compactos. Del mismo modo, los objetos mismos pueden vincularse al crecimiento del universo, ganando o perdiendo energía dependiendo de las composiciones de los objetosEste resultado es significativo ya que revela conexiones inesperadas entre la física de objetos cosmológica y compacta, lo que a su vez conduce a muchas predicciones de observación nuevas.
Una consecuencia de este estudio es que la tasa de crecimiento del universo proporciona información sobre lo que les sucede a las estrellas al final de sus vidas. Los astrónomos generalmente asumen que las estrellas grandes forman agujeros negros cuando mueren, pero este no es el único resultado posibleEn 1966, Erast Gliner, un joven físico del Instituto Técnico-Técnico Ioffe en Leningrado, propuso una hipótesis alternativa de que las estrellas muy grandes deberían colapsar en lo que ahora podrían llamarse Objetos Genéricos de Energía Oscura GEODE. Estos parecen ser negros.Los agujeros se ven desde el exterior pero, a diferencia de los agujeros negros, contienen energía oscura en lugar de una singularidad.
En 1998, dos equipos independientes de astrónomos descubrieron que la expansión del Universo se está acelerando, en consonancia con la presencia de una contribución uniforme de Energía Oscura. Sin embargo, no se reconoció que los GEODE pudieran contribuir de esta manera.el formalismo, Croker y Weiner demostraron que si una fracción de las estrellas más antiguas colapsó en GEODE, en lugar de agujeros negros, su contribución promedio de hoy produciría naturalmente la energía oscura uniforme requerida.
Los resultados de este estudio también se aplican a los sistemas de doble estrella en colisión observables a través de ondas gravitacionales por la colaboración LIGO-Virgo. En 2016, LIGO anunció la primera observación de lo que parecía ser un sistema de doble agujero negro en colisión. Se esperaban tales sistemasexistía, pero el par de objetos era inesperadamente pesado: aproximadamente 5 veces más grande que las masas de agujeros negros predichas en simulaciones por computadora. Usando el formalismo corregido, Croker y Weiner consideraron si LIGO-Virgo está observando colisiones GEODE dobles, en lugar de dobles negrascolisiones de agujeros. Descubrieron que los GEODE crecen junto con el universo durante el tiempo previo a tales colisiones. Cuando ocurren las colisiones, las masas de GEODE resultantes se vuelven 4 a 8 veces más grandes, de acuerdo con las observaciones de LIGO-Virgo.
Croker y Weiner tuvieron cuidado de separar su resultado teórico del soporte de observación de un escenario GEODE, enfatizando que "los agujeros negros ciertamente no están muertos. Lo que hemos demostrado es que si los GEODE existen, entonces pueden dar lugar fácilmente a la observaciónfenómenos que actualmente carecen de explicaciones convincentes. Anticipamos muchas otras consecuencias observacionales de un escenario GEODE, incluidas muchas formas de excluirlo. Apenas hemos comenzado a arañar la superficie ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Hawaii en Manoa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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