Powehi jako objekt GEODE. Kredit: EHT collaboration; NASA/CXC/Villanova University.

Ve věci černých děr zřejmě došlo k zajímavému zvratu. Dvojice fyziků americké University of Hawaii, Manoa vystopovala a následně opravila malou chybu, která se skrývala v aplikaci Einsteinových rovnic gravitačního pole na model vývoje vesmíru. A začaly se dít pozoruhodné věci.

Joel Weiner. Kredit: University of Hawaii at Manoa.

Vědci obvykle předpokládají, že systém kosmologické velikosti, jako je třeba náš vesmír, je netečný k detailním prvkům malých systémů, které dotyčný kosmologický systém obsahuje. Kevin Croker a Joel Weiner ve své nové studii názorně předvedli, že v našem vesmíru tento předpoklad nemusí platit pro objekty, které jsou pozůstatkem finálních explozí zhroucených gigantických hvězd.

Jak říká Croker, kosmologové asi tak 80 let pracovali s tím, že vesmíru jako celku je úplně jedno, co se děje v té které malé oblasti kosmického prostoru. Croker s Weinerem ale zjistili, že rovnice obecné relativity mohou propojovat vyhaslá srdce zhroucených gigantických hvězd, což jsou podle nich objekty o velikosti zhruba jako Honolulu, s „chováním“ vesmíru jako celku, tedy entity, která je zhruba tisíc-miliardkrát-miliardkrát větší, nežli Honolulu.

Croker a Weiner tvrdí, že rychlost rozpínání vesmíru může být bytostně spjatá s průměrnou hustotou výskytu pozůstatků zhroucení gigantických hvězd ve vesmírném prostoru. Zároveň jsou prý tyto objekty samy o sobě závislé na rozpínání vesmíru a ztrácejí při tom, či získávají, energii. Pokud se takový nečekaný vztah napříč měřítky velikostí ve vesmíru potvrdí, tak to bude znamenat významný posun v kosmologii, který by měl vést k celé řadě nových předpovědí ověřitelných pozorováním.

Kevin Croker. Kredit: University of Hawaii at Manoa.

Jedním z důsledků této pozoruhodné studie je i to, že rychlost rozpínání vesmíru přináší informaci o tom, co se stane s umírajícími hvězdami. Lidé obvykle předpokládají, že velké hvězdy se na konci svého krátkého života zhroutí do černé díry. To ale přitom není jediná myslitelná možnost. V roce 1966 tehdy mladý fyzik z Leningradu Erast Gliner navrhl alternativní hypotézu, podle které se gigantické hvězdy mohou zhroutit do něčeho zvláštního. Dnes se těmto objektům říká GEODE (Generic Objects of Dark Energy). „Geody“ při pohledu zvnějšku vypadají jako černá díra. Ve svých vnitřnostech ale nemají singularitu, nýbrž temnou energii.

Croker s Weinerem spočítali, že pokud se určitá část nejstarších hvězd vesmíru nezhroutila do černých děr nýbrž do geod, tak by dnes tyto geody mohly být zodpovědné za vytváření efektu, který připisujeme temné energii. Autoři studie jsou také přesvědčeni, že geody mohou vysvětlit pozorování gravitační observatoře LIGO. Všichni jásají nad detekcí gravitačních vln, které měly vzniknout během srážky a splynutí dvojic černých děr ve dvojhvězdných systémech. Jistá vada na krása je ale v tom, že pozorování gravitačních vln odpovídají nečekaně hmotným černým dírám. Mohla by být temná hmota starší než samotný Velký třesk? Vycházejí asi tak 5-krát hmotnější, než jak je předpovídaly počítačové simulace.

Podle Crokera a Weinera ale LIGO vlastně pozoroval srážky a splynutí geod. Badatelé spočítali, že v době, kdy k těmto srážkám mělo dojít, vedlo rozpínání vesmíru k nárůstu hmotnosti geod. Podle jejich odhadů se hmotnost splynulých černých děr, čili vlastně geod, vejde do pozorování observatoře LIGO. Autoři zároveň varují, že to neznamená konec černých děr. Geody by je neměly nahradit, spíše jen doplnit. Velkou výhodou je, že geody bude možné ve vesmíru hledat různými realistickými metodami pozorování. 

Literatura
University of Hawaii at Manoa 9. 9. 2019.