Heb je soms ook zwarte gaten bestaande uit… donkere energie?

Voorstelling van de Powehi GEODE in M87. Die zou ongeveer 2/3e in omvang zijn van het gebied dat met de Event Horizon Telescope is gefotografeerd, de groene zone. Credit: EHT collaboration; NASA/CXC/Villanova University

Recent hebben twee onderzoekers van de Universiteit van Hawaï in Manoa ontdekt dat er in de veldvergelijkingen van Albert Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie uit 1915 mogelijk een fout zit, een fout die best cruciaal kan zijn. Einstein had als aanname dat een groot object, zoals het heelal, niet wordt beïnvloed door kleinschalige objecten, zoals sterren. Kevin Croker en Joel Weiner hebben die aanname nu onderuit gehaald, want zij hebben laten zien dat compacte, dichte objecten, zoals zwarte gaten, wel degelijk van invloed kunnen zijn op de ontwikkeling van het heelal. En die invloed is viceversa, óók het heelal heeft invloed op de groei of krimp van kleine objecten. En dat betekent dat bijvoorbeeld de snelheid waarmee het heelal uitdijt ons informatie kan geven over de wijze waarop zware sterren aan hun leven kunnen komen. Van zware sterren (>8 zonsmassa) gaan we er al tientallen jaren van uit dat die na een supernova-explosie van type II een kern hebben die implodeert tot zwart gat. Maar dat blijkt niet altijd het geval te zijn, aldus Croker en Weiner.

De Hubble eXtreme Deep Field (XDF). Hebben het heelal en zwarte gaten van donkere energie invloed op elkaar? Credit: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI).

Ze komen met een theorie van Erast Gliner, die al in 1966 (!) betoogde dat er zogeheten Generic Objects of Dark Energy (GEODE’s) zouden bestaan, zwarte gaten die niet bestaan uit gewone materie, maar uit donkere energie. Van buiten bekeken zouden die GEODE’s net gewone zwarte gaten zijn, met al hun massa in een singulariteit, maar in werkelijkheid zouden ze uit donkere energie bestaan. En al die GEODE’s samen zouden door hun donkere energie bijdragen aan de versnelde expansie van het heelal, een versnelling die in 1998 door twee onafhankelijke teams aan de hand van type Ia supernovae is waargenomen. Sinds 2015 zijn gedurende de O1 en O2 waarneemcampagnes van LIGO en Virgo tien zwaartekrachtgolven van paren botsende zwarte gaten ontdekt. Al die zwarte gaten zijn tientallen zonsmassa zwaar, eigenlijk zwaarder dan de modellen van evolutie van zware sterren voorspellen. Croker en Weiner denken daarom dat al die zwarte gaten in werkelijkheid GEODE’s zijn, die groter kunnen zijn. Het centrale zwarte gat M87* in M87, dat de Hawaïaanse naam Powehi heeft gekregen, zou ook zo’n superzware GEODE kunnen zijn, zoals te zien in de afbeelding bovenaan. En dat alles hebben ze beschreven in dit vakartikel: “Implications of Symmetry and Pressure in Friedmann Cosmology: I. Formalism”, gepubliceerd op 28 augustus in The Astrophysical Journal. Bron: Universiteit van Hawaï.