W ramach ogólnej teorii względności czarne dziury są łatwe do zdefiniowania. Są to obiekty z horyzontem zdarzeń. Ten horyzont jest jak linia na piasku, gdzie wszystko, co go przekracza, jest na zawsze uwięzione w czarnej dziurze. Teoria kwantowa może pozwolić na ucieczkę energii przez promieniowanie Hawkinga, ale klasyczne czarne dziury są podróżą w jedną stronę.
Obserwacyjnie czarne dziury są nieco mniej zdefiniowane. Obserwowaliśmy obiekty tak gęste, że nie mogą być zwykłą materią i uchwyciliśmy cień supermasywnych czarnych dziur zarówno w naszej galaktyce, jak i M87. Dzięki obserwatoriom fal grawitacyjnych zaobserwowaliśmy łączenie się gęstych czarnych i emitowanych przez nie fal grawitacyjnych zgodnych z ogólną teorią względności do granic obserwacji. Wiemy więc, że czarne dziury istnieją. Ale czy to oznacza, że wszystko, co widzimy, co wygląda jak czarna dziura, w rzeczywistości jest tym obiektem? Niekoniecznie.
Mimo że dowody obserwacyjne na istnienie czarnych dziur są bardzo silne, przydatne może być przyjrzenie się innym obiektom, które mogą mieć podobny wygląd. Te niezwykłe obiekty mogą nie istnieć, ale jest to dobry sposób, aby upewnić się, że nie staniemy się zbyt pewni naszych modeli naukowych. Dlatego zespół przyjrzał się astronomicznym właściwościom solitonów topologicznych.
Soliton jest samonapędzającym się efektem fali. Po raz pierwszy zaobserwowano je jako wzrost wody przemieszczającej się w kanale. W przeciwieństwie do zwykłych fal, zachowują swój kształt przez długi czas, prawie tak, jakby były obiektem. Solitony fal wodnych były badane w laboratorium od końca 1800 roku, a solitony optyczne zostały po raz pierwszy stworzone we włóknach szklanych w 1980 roku. Są dobrze znanym zjawiskiem fizycznym. Soliton topologiczny jest matematycznym opisem tego efektu.
W swojej pracy zespół przyjrzał się, w jaki sposób topologiczne solitony w ramach ogólnej teorii względności grawitacyjnie soczewkują światło i porównał to ze sposobem, w jaki czarne dziury soczewają światło. Okazało się, że oba były niezwykle podobne. Tak podobne, że astronomom trudno byłoby je rozróżnić. Zasadniczo, jeśli zaobserwujemy, że światło gwiazd jest silnie soczewkowane przez obiekt, może to być czarną dziurą lub solitonem.
Praca pokazuje, że obiekt solitonowy wyglądałby dla astronomów jak czarna dziura, ale nie miałby horyzontu zdarzeń. Gdyby dwa solitony połączyły się, fale grawitacyjne, które wytworzyły, byłyby również podobne do tych z czarnych dziur. To interesujący wynik, ale to jeszcze nie obala czarnych dziur. Zespół nie odniósł się do tego, w jaki sposób powstaną takie dziwne solitony. Wszystko, co wiemy o gwiazdach, mówi nam, że duże gwiazdy zapadłyby się w czarną dziurę, a nie soliton.
Ale jest kilka interesujących, choć bardzo mało prawdopodobnych opcji dla solitonów. Solitony pojawiają się jako rozwiązania w teorii kwantowej, takie jak kondensaty Bosego-Einsteina, więc być może dziwna gwiazda złożona z bozonów mogłaby zakończyć swoje życie jako soliton. Te hipotetyczne gwiazdy bozonowe lub gwiazdy Proca, jak są czasami znane, są bozonowymi siostrami gwiazd fermionowych, takich jak gwiazdy neutronowe lub kwarkowe. Znana materia bozonowa nie może stać się gwiazdą Proca, ale jeśli ciemna materia składa się z bozonów, to część z niej może tworzyć gwiazdę Proca.
Wszystko to jest bardzo spekulacyjne. Ale fajnie jest o tym myśleć. Na podstawie tego, co wiemy, niektóre z tych czarnych dziur o masie gwiazdowej, które obserwujemy w naszej galaktyce, mogą być dziwnymi gwiazdami bozonowymi w przebraniu.
______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
