Космологи предсказали скорое открытие «экзотических компактных объектов»
В 2022 году обсерватории уже смогут уловить сигналы экзотических компактных объектов, если те существуют
Американская Обсерватория гравитационных волн с лазерным интерферометром (LIGO) и ее европейский аналог Virgo были созданы для улавливания ряби в ткани пространства-времени, исходящей от массивных объектов, таких как черные дыры и нейтронные звезды, когда они сталкиваются. И всегда есть шанс, что ученые могут наткнуться на что-то неожиданное. «Мы не настолько наивны, чтобы предполагать, что знаем все, что существует», — сказал Луис Лонго из Федерального университета ABC в Сан-Паулу (Бразилия).
Ученые много лет рассуждали о возможности существования экзотических компактных объектов и пытались определить, как они будут выглядеть.
Термин «экзотический компактный объект» применим ко многим теоретическим объектам. Например, к гравастарам, которые выглядели бы очень похожими на обычную черную дыру, но были бы заполнены темной энергией — загадочной субстанцией, приводящей с ускоряющемуся расширению Вселенной. Другой компактный объект, который может скрываться во Вселенной, — это некий пушистый комок, похожий на черную дыру, состоящий из фундаментальных одномерных струн.
Экзотические компактные объекты объединяет то, что, в отличие от черной дыры, у них не должно быть горизонта событий, объясняет Лонго. Согласно теории относительности Альберта Эйнштейна, горизонт событий — это сфера, окружающая черную дыру, за пределами которой любое путешествие становится необратимым. Объекты могут попасть за горизонт событий, но не смогут вернуться. Это касается и света.
Но ученые знают, что однажды теорию относительности Эйнштейна придется заменить на новую, так как она никак не объясняет поведение субатомных частиц. Для этого физики обращаются к квантовой механике.
Есть надежда, что со временем появится теория квантовой гравитации, которая заменит как теорию относительности, так и квантовую механику. Экзотические компактные объекты, которые напоминают черную дыру, но не имеют горизонта событий, могут помочь предоставить необходимую информацию для этой теории будущего.
Поскольку у экзотических компактных объектов не будет горизонта событий, гравитационные волны во время их слияния могут «упасть» в центр объекта, а затем отскочить назад, создавая гравитационное эхо. Эти эхо-сигналы слишком слабые, чтобы LIGO и Virgo могли их обнаружить. Но оборудование постоянно улучшается и становится все более чувствительным. В 2022 году обсерватории уже смогут уловить сигналы-эхо, если экзотические компактные объекты существуют.