Nogle af dem, vi mener er sorte huller i universet, er noget helt andet. Det er måske i stedet en topologisk soliton, også beskrevet som defekter i rumtiden.
Ser man en topologisk soliton fra lang afstand, som vi gør her fra jorden, opfører den sig som et sort hul, men der er noget galt.
Einsteins generelle relativitetsteori forudsiger eksistensen af sorte huller, dannet når kæmpestjerner kollapser. Den samme teori forudsiger, at deres centre er singulariteter, som er punkter med uendelig tæthed. Et af de vigtigste træk ved et sort hul er dets begivenhedshorisont, en imaginær overflade, som hvis du skulle krydse den, ville du finde dig selv ude af stand til at undslippe.
Det samme finder man ikke ved topologisk soliton. Forskerne studerede solitonerne ved at undersøge opførslen af lys, der passere i nærheden af dem. Fordi de er objekter af ekstrem rumtid, bøjer de rum og tid omkring dem, hvilket påvirker lysets vej.
Men de har ingen singulariteter, har ikke begivenhedshorisonter.
Disse topologiske solitoner er utroligt hypotetiske objekter, baseret på vores forståelse af strengteori.
I stedet for at beskrive de mindste partikler som punkter (som det gøres i standard partikelfysik), beskriver strengteorien dem som en-dimensionelle “streng” objekter. Disse strenge kan vibrere på forskellige måder, og de forskellige vibrationsmønstre svarer til forskellige partikler.
Strengteori har flere bemærkelsesværdige konsekvenser. For det første kræver den, at universet har mere end de fire dimensioner, vi er bekendte med (tre rumlige dimensioner plus tid). De ekstra dimensioner, og der er ofte mere end 10, antages at være “krøllet op” på en sådan måde, at de er for små til at kunne observeres direkte.
Teorien er endnu ikke er blevet bevist, men her er det, at topologiske solitoner kommer ind i billedet. Disse eksotiske objekter kan nemlig tjener som vigtige teststudier. Hvis forskerne kan opdage en vigtig observationsforskel mellem topologiske solitoner og traditionelle sorte huller, kan dette bane vejen for at finde en måde at teste selve strengteorien på – og måske bevise den.
Kilde: scitechdaily
HJEMRUM NYHEDER
String Theory’s Surprising Twist: Sorte huller kan være defekter i rumtiden
EMNER:AstrofysikSort Hul
Af PAUL M. SUTTER, UNIVERSE TODAY 17. MAJ 2023
Sort hul astrofysik rumtidskoncept
Et hold af teoretiske fysikere, der bruger strengteori, har opdaget en ny struktur i rum-tid kendt som en “topologisk soliton.” Disse strukturer ser ud for udefrakommende iagttagere ligesom sorte huller, men i virkeligheden er de defekter i universets struktur, blottet for noget stof eller kræfter.
Teoretiske fysikere har opdaget en ny rum-tid struktur kaldet en “topologisk soliton.” Disse strukturer ligner sorte huller til fjerne observatører, og de er faktisk defekter i universets stof, der mangler en begivenhedshorisont. Denne konstatering kan potentielt hjælpe med at validere strengteori, selvom den stadig er ubevist.
Et hold af teoretiske fysikere har opdaget en mærkelig struktur i rum-tid, som for en udefrakommende observatør ville ligne nøjagtigt et sort hul , men ved nærmere eftersyn ville det være alt andet end: de ville være defekter i selve universets struktur.
Einsteins generelle relativitetsteori forudsiger eksistensen af sorte huller, dannet når kæmpestjerner kollapser . Men den samme teori forudsiger, at deres centre er singulariteter, som er punkter med uendelig tæthed. Da vi ved, at uendelige tætheder faktisk ikke kan ske i universet, tager vi dette som et tegn på, at Einsteins teori er ufuldstændig. Men efter næsten et århundredes søgning efter udvidelser, har vi endnu ikke bekræftet en bedre teori om tyngdekraften.
To sammensmeltede sorte huller
Kunstnervisning af et binært sort hul-system. Kredit: LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)
Men vi har kandidater, inklusive strengteori. I strengteori er alle universets partikler faktisk mikroskopiske vibrerende snore. For at understøtte den brede vifte af partikler og kræfter, som vi observerer i universet, kan disse strenge ikke bare vibrere i vores tre rumlige dimensioner. I stedet skal der være ekstra rumlige dimensioner, der er krøllet sammen til manifolder så små, at de slipper for hverdagens varsel og eksperimenter.
Den eksotiske struktur i rumtiden gav et team af forskere de værktøjer, de havde brug for til at identificere en ny klasse af objekter, noget de kalder en topologisk soliton . I deres analyse fandt de ud af, at disse topologiske solitoner er stabile defekter i selve rumtiden. De kræver ingen materie eller andre kræfter for at eksistere – de er lige så naturlige for rumtidens stof som sprækker i is.
Forskerne studerede disse solitoner ved at undersøge opførselen af lys, der ville passere i nærheden af dem. Fordi de er objekter af ekstrem rumtid, bøjer de rum og tid omkring dem, hvilket påvirker lysets vej. For en fjern iagttager ville disse solitoner fremstå præcis, som vi forudsiger sorte huller til at dukke op. De ville have skygger , ringe af lys, værker. Billeder afledt fra Event Horizon Telescope og detekterede gravitationsbølgesignaturer ville alle opføre sig ens.
Det er først, når du kom tæt på, at du indser, at du ikke ser på et sort hul . Et af de vigtigste træk ved et sort hul er dets begivenhedshorisont, en imaginær overflade, som hvis du skulle krydse den, ville du finde dig selv ude af stand til at undslippe. Topologiske solitoner, da de ikke er singulariteter, har ikke begivenhedshorisonter. Så du kunne i princippet gå op til en soliton og holde den i hånden, forudsat at du overlevede mødet.
Disse topologiske solitoner er utroligt hypotetiske objekter, baseret på vores forståelse af strengteori, som endnu ikke er blevet bevist at være en holdbar opdatering til vores forståelse af fysik. Disse eksotiske objekter tjener dog som vigtige teststudier. Hvis forskerne kan opdage en vigtig observationsforskel mellem topologiske solitoner og traditionelle sorte huller, kan dette bane vejen for at finde en måde at teste strengteorien selv.
