Ett lag av teoretiska fysiker har upptäckt en udda struktur i rumtiden som för en utomstående observatör ser ut som ett svart hål
men vid närmare granskning kan vara defekter i själva universums
struktur.
Einsteins allmänna relativitetsteori förutsäger
förekomsten av svarta hål som bildas när stora stjärnor kollapsar. Men samma
teori förutsäger även att dessas centra är singulariteter innebärande att de bör ha oändlig
densitet. Eftersom vi vet att oändlig densitet inte kan bildas i
universum, ser vi detta som ett tecken på att Einsteins teori är ofullständig.
Men ännu har ingen bättre teori än Einsteins teori om gravitation sett dagens
ljus. Mycket ska stämma innan ett
paradigmskifte kan accepteras.
Men flera nya sätt finns att se på verkligheten bla annat är en stark kandidat strängteorin.
I strängteorin är alla partiklar i universum
mikroskopiskt små vibrerande slingor av strängar. För att stödja strängteorin
utifrån det stora utbudet av partiklar och krafter som vi observerar i
universum kan dessa strängar inte bara vibrera i våra tre rumsliga dimensioner.
Istället måste det även finnas extra rumsliga dimensioner som är hoprullade på sig
själva till mångfalder så små att de undgår vardaglig uppmärksamhet och
experiment.
Den exotiska strukturen i rumtiden gav ett team av forskare vid LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) i USA de verktyg de behövde för att identifiera en ny klass av objekt, något som de kallar en topologisk soliton. I sin analys fann de att dessa topologiska solitoner är stabila defekter i själva rumtiden.
Dessa objekt består inte av materia eller krafter för att existera - de är lika naturliga i rumtidens tyg som sprickor är i is. Forskarna studerade dessa solitoner genom att undersöka beteendet av hur ljus som skulle passera nära dem visades. Eftersom de är föremål för extrem rumtid böjer de rum och tid runt dem vilket påverkar ljusets väg. För en avlägsen observatör skulle dessa solitoner se ut precis som vi förutspår att svarta hål ser ut. De skulle ha skuggor och ringar av ljus. Bilder härledda från Event Horizon Telescope av upptäckter gravitationsvågsignaturer skulle alla bete sig på samma sätt.
Det är först om du kom nära dem som du skulle förstå att det
inte är ett svart hål. En av de viktigaste egenskaperna hos ett svart hål är
dess händelsehorisont, en imaginär yta som om du skulle korsa den skulle göra
dig oförmögen att fly därifrån. Topologiska solitoner är inte singulariteter, De har
inte händelsehorisonter. Så du kan i princip komma intill en soliton och röra den med handen förutsatt att du överlevde mötet. Dessa topologiska solitoner är dock hypotetiska objekt, baserade på vår förståelse om strängteorin. En
teori vilket ännu inte har visat sig vara en accepterad uppdatering av vår
förståelse av fysik. Dessa exotiska föremål fungerar dock som viktiga hypotetiska
teststudier. Om forskarna kan upptäcka en viktig observationsskillnad mellan
topologiska solitoner och svarta hål, kan detta bana väg till att
hitta ett sätt att testa om strängteorin stämmer.
För
min del anser jag strängteorin en dag blir den gällande teorin inom fysik.
Bild från universetoday.com med texten översatt till
svenska. Konstnärsvy av ett binärt svart hålsystem. Upphovsman: LIGO / Caltech
/ MIT / Sonoma State (Aurore Simonnet)
