Svarta hål kan finnas som par.

 

Svarta hål har en otrolig densitet och en så stark gravitationskraft att ingenting inte ens ljus kan ta sig ut från dessa om det fångas in. Ett svart hål skulle kunna packa ihop jordens massa till ett utrymme stort som en ärta.

Forskare från University of Southampton har tillsammans med kollegor vid universiteten i Cambridge och Barcelona visat att det är teoretiskt möjligt att svarta hål existerar som balanserade par – som hålls i jämvikt av en kosmologisk kraft (gravitation) – men ses som ett enda svart hål i ett teleskop.

Studien genomfördes av professor Oscar Dias (University of Southampton), professor Gary Gibbons (University of Cambridge), professor Jorge Santos (University of Cambridge) och Dr Benson Way (University of Barcelona). Studien publicerades i en artikel med titeln "Static Black Binaries in de Sitter Space" publicerad i tidskriften Physical Review Letters och granskad som en Viewpoint-artikel.

Konventionella teorier om svarta hål baserade på Einsteins allmänna relativitetsteori beskriver hur statiska eller snurrande svarta hål kan existera på egen hand, isolerade i rymden (utan samband med en galax). Svarta hål som av någon anledning hamnat som par skulle så småningom av gravitation enligt teorin  sammanslås till ett enda svart hål.

Detta är sant om man antar att universum är statiskt. Men hur är det med ett  universum som ständigt är i rörelse (som vårt där en ständigt ökande expansion sker)? Kan då par av svarta hål existera i harmoni i ett ständigt expanderande universum och då inte upptäckas som två stycken?

Standardmodellen i kosmologin utgår från att Big Bang gav upphov till universum och att det för cirka 9,8 miljarder år sedan dominerades av en mystisk kraft, kallad "mörk energi", som accelererar universum i en konstant ökande takt, beskriver professor Oscar Dias vid University of Southampton.

Forskare hänvisar till denna mystiska kraft som en "kosmologisk konstant". I ett universum som förklaras utifrån Einsteins teori utifrån en kosmologisk konstant finns svarta hål i en kosmologiskt accelererad bakgrund. Detta flyttar de teoretiska målstolparna av hur svarta hål kan interagera och existera tillsammans.

Genom komplexa numeriska metoder visar teamet bakom den senaste studien att två statiska (icke-spinnande) svarta hål kan existera i jämvikt – deras gravitation till varandra kompenseras av expansionen i samband med en kosmologisk konstant. Till och med i accelerationen av ett ständigt ökat expanderande universum förblir de svarta hålen låsta på ett fast avstånd från varandra. Hur mycket expansionen än försöker dra isär dem, kompenserar gravitationsattraktionen detta.

Sett på avstånd skulle ett par svarta hål vars attraktion kompenseras av den kosmiska expansionen se ut som ett enda svart hål. Det gör det svårt att upptäcka om det är ett enda svart hål eller ett par av dem, tillägger professor Dias.

Professor Jorge Santos vid University of Cambridge tillägger: Vår teori är bevisad för ett par statiska svarta hål, men vi tror att den kan tillämpas på snurrande hål också. Det verkar också troligt att vår lösning skulle kunna gälla för tre eller till och med fyra svarta hål vilket öppnar upp för en hel rad möjligheter.

Bild vikipedia av: Simulering av hur ett svart hål framför Vintergatan skulle se ut. Det svarta hålet har 10 solmassor och ses här från ett avstånd på 600 km. För att upprätthålla detta avstånd krävs en motacceleration på omkring 400 miljoner g.