A mund të jetë kjo vrimë e zezë kopjuese një lloj i ri ylli?

Duket si një vrimë e zezë dhe përkul dritën si një vrimë e zezë, por në fakt mund të jetë një lloj i ri ylli.

Megjithëse objekti misterioz është një ndërtim matematikor hipotetik, simulimet e reja nga studiuesit e Johns Hopkins sugjerojnë se mund të ketë trupa të tjerë qiellorë në hapësirë që fshihen edhe nga teleskopët më të mirë në Tokë. Gjetjet janë vendosur të publikohen në Physical Review D.

“Ne ishim shumë të befasuar,” tha Pierre Heidmann, një fizikant i Universitetit Johns Hopkins që drejtoi studimin. “Objekti duket identik me një vrimë të zezë, por ka dritë që del nga pika e saj e errët.”

Zbulimi i valëve gravitacionale në vitin 2015 tronditi botën e astrofizikës sepse konfirmoi ekzistencën e vrimave të zeza. I frymëzuar nga këto gjetje, ekipi i Johns Hopkins u nis për të eksploruar mundësinë e objekteve të tjera që mund të prodhojnë efekte të ngjashme gravitacionale, por që mund të kalojnë si vrima të zeza kur vëzhgohen me sensorë ultraprecizë në Tokë, tha bashkëautori dhe fizikanti i Johns Hopkins, Ibrahima Bah. .

“Si do ta dallonit kur nuk keni një vrimë të zezë? Ne nuk kemi një mënyrë të mirë për ta testuar atë,” tha Bah. “Studimi i objekteve hipotetike si solitonet topologjike do të na ndihmojë ta kuptojmë këtë gjithashtu.”

Simulimet e reja përshkruajnë realisht një objekt që ekipi i Johns Hopkins e quan një soliton topologjik. Simulimet tregojnë një objekt që duket si një foto e paqartë e një vrime të zezë nga larg, por si diçka tjetër krejtësisht nga afër.

Objekti është hipotetik në këtë fazë. Por fakti që ekipi mund ta ndërtojë atë duke përdorur ekuacione matematikore dhe të tregojë se si duket me simulime sugjeron se mund të ketë lloje të tjera trupash qiellorë në hapësirë që fshihen edhe nga teleskopët më të mirë në Tokë.

Gjetjet tregojnë se si solitoni topologjik shtrembëron hapësirën saktësisht si një vrimë e zezë – por sillet ndryshe nga një vrimë e zezë, ndërsa përpëlitet dhe lëshon rreze të dobëta drite që nuk do t’i shpëtonin forcës së fortë gravitacionale të një vrime të vërtetë.

“Drita është e përkulur fort, por në vend që të përthithet si në një vrimë të zezë, ajo shpërndahet në lëvizje të tmerrshme derisa në një moment të kthehet tek ju në një mënyrë kaotike,” tha Heidmann. “Ju nuk shihni një pikë të errët. Ju shihni shumë turbullira, që do të thotë se drita po rrotullohet si e çmendur rreth këtij objekti të çuditshëm.”

Fusha gravitacionale e një vrime të zezë është aq intensive saqë drita mund të rrotullohet rreth saj në një distancë të caktuar nga qendra e saj, në të njëjtën mënyrë që Toka rrotullohet rreth diellit. Kjo distancë përcakton skajin e “hijes” së vrimës, kështu që çdo dritë hyrëse do të godasë fatalisht rajonin që shkencëtarët e quajnë “horizonti i ngjarjeve”. Atje, asgjë nuk mund të shpëtojë – as drita.

Ekipi Hopkins simuloi disa skenarë duke përdorur fotografi të hapësirës së jashtme sikur të ishin kapur me një aparat fotografik, duke vendosur një vrimë të zezë dhe soliton topologjik përpara thjerrëzës. Rezultatet krijuan pamje të shtrembëruara për shkak të efekteve gravitacionale të trupave masivë.

“Këto janë simulimet e para të objekteve të teorisë së fijeve astrofizike të rëndësishme, pasi ne mund të karakterizojmë ndryshimet midis një solitoni topologjik dhe një vrime të zezë sikur një vëzhgues po i shihte në qiell,” tha Heidmann.

Të motivuar nga rezultate të ndryshme nga teoria e fijeve, Bah dhe Heidmann zbuluan mënyra për të ndërtuar solitone topologjike duke përdorur teorinë e relativitetit të përgjithshëm të Ajnshtajnit në vitin 2021. Ndërsa solitonet nuk janë parashikime të objekteve të reja, ato shërbejnë si modelet më të mira të pamjes së objekteve të reja të gravitetit kuantik. si në krahasim me vrimat e zeza.

Shkencëtarët kanë krijuar më parë modele të yjeve të bozonit, gravastarve dhe objekteve të tjera hipotetike që mund të ushtrojnë efekte të ngjashme gravitacionale me format ekzotike të materies. Por hulumtimi i ri llogarit teori shtyllash të funksionimit të brendshëm të universit që modelet e tjera nuk i bëjnë. Ai përdor teorinë e fijeve që pajton mekanikën kuantike dhe teorinë e gravitetit të Ajnshtajnit, thanë studiuesit.

“Është fillimi i një programi të mrekullueshëm kërkimi,” tha Bah. “Ne shpresojmë që në të ardhmen të jemi në gjendje të propozojmë vërtet lloje të reja të yjeve ultrakompakt që përbëhen nga lloje të reja të materies nga graviteti kuantik.”

Ekipi përfshin fizikanin e Johns Hopkins, Emanuele Berti. Solitoni topologjik në simulime u ndërtua për herë të parë në kërkimin e publikuar në vitin 2022 nga grupi Bah.