Vũ trụ đang mở rộng. Không ai có kinh nghiệm về thiên văn học hoặc vật lý học không đồng ý với thực tế này.

Tương tự như vậy, không ai thực sự đồng ý rằng vào một thời điểm nào đó hàng tỷ năm trong tương lai, vũ trụ sẽ giãn nở cho đến nay– Hết năng lượng để mở rộng thêm. Tại thời điểm này, một cái gì đó phải thay đổi. Đây là nơi cuộc tranh cãi bắt đầu.

Có những nếp nhăn mới trong lập luận vũ trụ học đó, và nó bị xáo trộn. dựa theo Nghiên cứu mới Theo các nhà vũ trụ học Daniela Pérez và Gustavo Romero, cả hai đều đến từ Viện tia X Argentina, vũ trụ đã liên tục mở rộng và co lại, và các lỗ đen lớn là một số trong những thứ duy nhất còn sống sót sau những chu kỳ hủy diệt và đổi mới vô tận này. Những chu kỳ này là một phần của cái mà các nhà vũ trụ học gọi là “sự dội ngược vũ trụ” tiềm năng.

Mô hình toán học của một lỗ đen lý thuyết là trọng tâm trong nghiên cứu của Perez và Romero, được công bố vào tháng trước trên tạp chí khoa học. đánh giá thể chất d.

“Kết quả chính của chúng tôi là giải pháp đại diện cho một lỗ đen động hiện diện trong tất cả các thời kỳ của mô hình hồi quy vũ trụ,” họ viết.

Nói cách khác, lỗ đen của Perez và Romero vẫn tồn tại ngay cả khi mọi thứ xung quanh nó bị xóa sổ khi vũ trụ sụp đổ trên đường phục hồi lần cuối.

Đó là một khám phá hấp dẫn. Leandros Perivolaropoulos, một nhà vật lý tại Đại học Ioannina ở Hy Lạp, người không tham gia vào nghiên cứu, nói với The Daily Beast rằng câu hỏi về vai trò của một lỗ đen trong vũ trụ hồi sinh là “rõ ràng là thú vị” và “bài báo này có thể được coi là một nỗ lực ban đầu để giải quyết nó. “.

Nhưng hãy cẩn thận: có rất nhiều giả thiết được đưa ra trong lập luận của Perez và Romero. Có thể là thời điểm vũ trụ chuyển từ trạng thái co lại thành giãn nở, tất cả các quy tắc hướng dẫn sự hiểu biết của chúng ta về vật lý sẽ biến mất ngoài cửa sổ. Có lẽ chúng tôi đang cố gắng hiểu điều không thể dò được.

Perivolaropoulos cho biết: “Thuyết tương đối rộng tự nó phá vỡ ở cả điểm kỳ dị lỗ đen và điểm kỳ dị dội lại. “Vì vậy, bất kỳ kết luận nào dựa trên nó đều không thể được xem xét một cách nghiêm túc.”

Nói cách khác, thời điểm vũ trụ sụp đổ đến kích thước nhỏ nhất ngay trước khi nảy, lực hấp dẫn sẽ ngừng hoạt động bình thường. Đây là những gì chúng tôi muốn nói về điểm kỳ dị: một ngoại lệ đối với các định luật vật lý. Chúng tôi không biết lỗ đen sẽ hoạt động như thế nào khi các quy tắc không được áp dụng.

Perivolaropoulos nói thêm rằng phương pháp của Perez và Romero “có tiềm năng cải thiện rất lớn, nói một cách nhẹ nhàng.”

Nói rõ hơn, ý tưởng cơ bản cho rằng vũ trụ đang giãn nở và co lại nhiều lần không phải là mới. Hồi quy vũ trụ là một trong những lý thuyết hàng đầu của các nhà vũ trụ học nghiên cứu về nguồn gốc và số phận của vũ trụ.

Trên thực tế, ít nhất một nhóm các nhà khoa học tin rằng vũ trụ 13,7 tỷ năm tuổi của chúng ta đang ở cuối giai đoạn giãn nở mới nhất của nó, và Bạn có thể bắt đầu ký hợp đồng lại Trong một trăm triệu năm hoặc lâu hơn, nó đang trên đường đạt được một bước nhảy vọt mới trong vài tỷ hoặc hàng chục tỷ năm nữa.

Các lý thuyết thay thế về các cách vũ trụ có thể kết thúc bao gồm vũ trụ chậm lại và đóng băng, tự sụp đổ hoặc quay thành các vũ trụ túi phân mảnh vô tận. Giữa tất cả các lựa chọn, rõ ràng lý do tại sao sự trả lại vũ trụ lại thu hút nhiều sự chú ý đến vậy. Đó là một cách giải thích gọn gàng về một số điều kỳ lạ mà chúng ta thấy xung quanh mình trong không gian.

Đầu tiên, nó có thể giúp giải thích tại sao lại có những khối vật chất lạ, rải rác như vậy trong một vũ trụ gần như đồng nhất trống rỗng. Các thiên hà. các ngôi sao. những hành tinh. Mọi người. Sự bất thường trong không gian là sản phẩm phụ của sự giãn nở và co lại vô hạn.

Nảy cũng có thể có ý nghĩa đối với các lỗ đen lớn nhất. Cụ thể, loại “khổng lồ” lớn hơn mặt trời của chúng ta hàng tỷ lần và tạo ra một lực hấp dẫn mạnh lên không gian xung quanh chúng mà ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được.

Cho đến nay, chúng tôi đã phát hiện ra hai trong số những lỗ đen khổng lồ này bằng cách sử dụng một bộ kính viễn vọng vô tuyến toàn cầu mới có tên là kính viễn vọng chân trời sự kiện. một người đã quan sát Ở trung tâm thiên hà của chúng ta, Dải Ngân hà. là cái khác Được phát hiện ở trung tâm của Messier 87một thiên hà cách chúng ta 54 triệu năm ánh sáng.

Một lỗ đen chứa thứ gần nhất với điểm kỳ dị – một ngoại lệ đối với các quy tắc vật lý được chấp nhận – mà chúng ta có thể quan sát trực tiếp bằng kính thiên văn của mình. Tại trung tâm của một lỗ đen tối dày đặc không thể tưởng tượng được, hiểu biết của chúng ta về vũ trụ đang sụp đổ. Như Perivolaropoulos đã nói.

Có một cái gì đó đặc biệt về một cái gì đó lớn và dữ dội này. Đây là điều đặc biệt có thể giúp các lỗ đen lớn nhất tồn tại mỗi khi vũ trụ bật trở lại và mọi thứ khác được nén lại thành một loại bột mềm gồm vật chất và năng lượng.

Sự sống còn của họ có thể là chìa khóa. Có lẽ, chỉ có thể, không phải ngẫu nhiên mà các lỗ đen tồn tại và giữ được sự kỳ lạ độc đáo của chúng, khi mọi thứ xung quanh chúng thu nhỏ lại thành đồng nhất. Lỗ đen có thể là một trong những lý do tại sao vũ trụ có thể bật trở lại Mặt sau Sau khi nó hợp đồng một lần sau mỗi 30 tỷ năm hoặc lâu hơn.

Theo Perez và Romero, có những lý do để tin rằng các lỗ đen lớn, vẫn còn nguyên vẹn sau khi vũ trụ dội lại, giúp vũ trụ xây dựng lại bằng cách đưa vật chất trở lại không gian và trộn vật chất mới giãn nở với năng lượng của nó.

Họ viết: “Nếu các lỗ đen đi qua vùng nảy, chúng có thể gây ra những xáo trộn dẫn đến hình thành cấu trúc và hình thành sớm một thiên hà đang mở rộng. Các lỗ đen có thể hoạt động như động cơ tạo ra hoặc cấu hình lại, nếu bạn muốn – giúp hình thành các thiên hà, ngôi sao và hành tinh thành một thiên hà phục hồi.

Đó là một ý tưởng hấp dẫn. Đặc biệt là theo lý thuyết khác đã gây được sự tin cậy (song song với ý tưởng về sự nảy lên của vũ trụ) rằng có các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của mọi thiên hà. Chúng tôi vẫn chưa tìm thấy tất cả.

Công bằng mà nói, Perez và Romero không phải là những nhà vũ trụ học đầu tiên khám phá mối quan hệ giữa vũ trụ nảy và các lỗ đen siêu lớn. Bernard Carr và Timothy Clifton từ Đại học Queen Mary của London, cùng với Alan Cooley từ Đại học Dalhousie ở Canada, Nó được viết về Các lỗ đen đã sống sót sau vụ dội vũ trụ trong nhiều năm nay. Cooley nói với tờ The Daily Beast.

Sự khác biệt nằm ở chỗ, trong mô hình của Cooley và các đồng nghiệp, các lỗ đen được nhúng vào cấu trúc xung quanh của một vũ trụ đang thu nhỏ hơn là chứa bên trong nó. Điều này sẽ giúp các lỗ đen dễ dàng chịu đựng hơn ngay cả khi những thứ bên trong cấu trúc của vũ trụ sụp đổ vào chính chúng.

Trong suy nghĩ của Perez và Romero, hố đen là như vậy nội bộ cấu trúc. Cooley nói: “Họ đang xem xét một mô hình hơi khác. Trong khái niệm vũ trụ phục hồi này, các lỗ đen mạnh hơn bất kỳ ai tưởng tượng trước đây — và có lẽ còn quan trọng hơn đối với sự giãn nở mới của vũ trụ.

Nếu có mối nguy hiểm trong góc vũ trụ học mà Perez và Romero chia sẻ với Cooley và đồng nghiệp, thì dữ liệu cứng về các vũ trụ phục hồi và mang theo các lỗ đen siêu lớn là khá yếu. Các tàu thăm dò không gian của chúng tôi rất ít và xa. Chúng ta chỉ có thể nhìn thấy cho đến nay bằng các kính thiên văn cũ.

Để có cách xử lý tốt hơn về khả năng dội lại vũ trụ do lỗ đen hỗ trợ, chúng ta cần tìm thêm các lỗ đen khác. Đặc biệt là những cái lớn ở trung tâm của các thiên hà. Chúng ta cũng cần các phép đo tốt hơn về bức xạ nền của vũ trụ. Việc đọc chính xác bức xạ có thể chỉ ra các chu kỳ giãn nở và co lại.

Tin tốt là những quan sát này có thể sớm khả thi. cái mới Mảng BICEP., một nhóm bốn kính viễn vọng vô tuyến đang được xây dựng tại Nam Cực, có thể cho chúng ta kết quả đo bức xạ tốt bắt đầu trong vài năm tới. Và chúng ta có thể mong đợi nhiều hình ảnh hơn (và thậm chí một số phim) về các lỗ đen lớn từ Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện.

Nếu các nhà vũ trụ học như Perez, Romero và Cooley bắt đầu tìm thấy các lỗ đen ở khắp mọi nơi, cũng như ghi lại các mô hình bức xạ đáng kể của vũ trụ nảy, chúng ta có thể cần phải bắt đầu hòa bình với ý tưởng rằng mọi thứ chúng ta có thể thấy và tưởng tượng ít độc đáo hơn nhiều so với trước đây chúng tôi nghĩ.

Trên thực tế, chúng ta có thể đang sống trong phiên bản thứ ba, một trăm hoặc một phần nghìn của vũ trụ sau những lần dội lại nhiều lần, mỗi cái được cung cấp năng lượng một phần bởi các lỗ đen ngày càng lớn hơn.