“Vật thể bí ẩn giống lỗ đen có thể là loại sao mới theo lý thuyết dây”

Vũ trụ là một nơi rộng lớn và bí ẩn, chứa đầy những vật thể làm rối trí tâm trí và thách thức sự hiểu biết của chúng ta về các định luật vật lý. Một đối tượng như vậy, một cấu trúc giả thuyết được gọi là soliton topo, gần đây đã trở thành tâm điểm nghiên cứu của một nhóm vật lý tại Đại học Johns Hopkins.

Các nhà khoa học này tin rằng solitons topo, trông giống lỗ đen và hoạt động giống lỗ đen theo nhiều cách, thực sự có thể là một loại sao mới.

Giả thuyết về một loại vật thể vũ trụ mới bí ẩn

Nhóm đã lấy cảm hứng từ việc phát hiện sóng hấp dẫn vào năm 2015, sóng hấp dẫn cung cấp bằng chứng mạnh mẽ nhất cho đến nay về sự tồn tại của lỗ đen. Mặc dù vật thể bí ẩn hiện là một cấu trúc toán học giả định, nhưng thông qua các phương trình và mô phỏng của chúng, các nhà nghiên cứu đã có thể tạo ra các solitons tô pô trông và hoạt động giống như lỗ đen khi nhìn từ xa nhưng hoạt động khác khi nhìn gần.

Pierre Heidmann, nhà vật lý Johns Hopkins, người đứng đầu cuộc nghiên cứu, cho biết: “Chúng tôi rất ngạc nhiên. “Vật thể trông giống như một lỗ đen, nhưng có ánh sáng phát ra từ điểm tối của nó.”

Một trong những khác biệt đáng kể nhất giữa solitons topo và lỗ đen là hành vi của ánh sáng xung quanh vật thể. Trong lỗ đen, lực hấp dẫn mạnh đến mức không có gì, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra ngoài. Tuy nhiên, solitons tôpô được bao quanh bởi các tia sáng yếu tán xạ trong một mô hình hỗn loạn, tạo ra nhiều vệt mờ thay vì các điểm tối.

Heidmann nói: “Ánh sáng bị bẻ cong mạnh, nhưng thay vì bị hấp thụ như trong lỗ đen, nó bị phân tán theo một chuyển động kỳ dị cho đến một lúc nào đó nó quay trở lại với bạn một cách hỗn loạn. “Bạn không nhìn thấy điểm tối. Bạn thấy rất nhiều vết mờ, điều đó có nghĩa là ánh sáng đang quay như điên xung quanh vật thể lạ này.”

Sự khác biệt về hành vi này rất quan trọng vì nó gợi ý rằng có thể có các thiên thể khác trong không gian đang ẩn nấp trước những kính thiên văn tốt nhất trên và xung quanh Trái đất. Thực tế là các soliton topo có thể được xây dựng bằng cách sử dụng các phương trình toán học và mô phỏng cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho sự tồn tại của các đối tượng này.

“Làm sao bạn biết khi bạn không có hố đen? Chúng tôi không có cách nào tốt để kiểm tra nó,” đồng tác giả và nhà vật lý Johns Hopkins Ibrahima Bah cho biết. “Nghiên cứu các đối tượng giả thuyết như soliton tô pô cũng sẽ giúp chúng tôi tìm ra chúng.”

Các soliton tô pô không phải là dự đoán về các vật thể mới mà là các mô hình về các vật thể hấp dẫn lượng tử mới sẽ trông như thế nào so với các lỗ đen. Nghiên cứu tại Johns Hopkins là bước khởi đầu của một chương trình nghiên cứu mới nhằm đề xuất một loại sao siêu nhỏ gọn mới bao gồm một loại vật chất mới từ lực hấp dẫn lượng tử.

Việc sử dụng lý thuyết dây, giải thích cơ học lượng tử và lý thuyết hấp dẫn của Einstein, là một phần quan trọng của nghiên cứu này. Các nhà khoa học trước đây đã tạo ra các mô hình sao boson, sao gravastar và các vật thể giả định khác có thể gây ra hiệu ứng hấp dẫn tương tự như các dạng vật chất kỳ lạ, nhưng việc sử dụng lý thuyết dây góp phần tạo ra các lý thuyết về hoạt động bên trong của vũ trụ mà các mô hình khác không có. Trên thực tế, Bah và Heidmann đã xây dựng solitons tôpô bằng lý thuyết của Einstein vào năm 2015.

Nghiên cứu này quan trọng không chỉ vì nó gợi ý về sự tồn tại của các thiên thể mới mà còn vì nó đặt ra những câu hỏi quan trọng về cách chúng ta phát hiện và phân loại các vật thể trong không gian. Nếu không có cách tốt để kiểm tra sự tồn tại của lỗ đen, chúng ta có thể đã thấy những vật thể khác tạo ra hiệu ứng hấp dẫn tương tự.

Phát hiện của họ sẽ được công bố trong Nghiên cứu vật lý D.