Wenn Sie einen Astrophysiker fragen würden, was es im Universum noch zu entdecken gibt, besteht eine gute Chance, dass er Donald Rumsfeld umschreibt: „Es ist voller bekannter Unbekannter.“
Neben der regulären Materie und Energie, die wir kennen und lieben, besteht das Universum auch aus zwei großen Geheimnissen: dunkler Energie und dunkler Materie. Theoretische Astrophysiker wollen diese Unbekannten angehen, indem sie sich mathematisch Objekte ausdenken, die die Lücken in unserem Wissen schließen könnten. Also in der Forschung veröffentlicht In der klassischen und Quantengravitation schlägt ein Team von Astrophysikern einen exotischen Objekttyp namens „Nestern“ als Lösung für einen blinden Fleck in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vor.
Ein Nestar ähnelt einem Gravastern, die Abkürzung für Gravitations-Vakuum-Kondensat-Stern. Der Gravastern ist ein theoretisches Objekt Anfang der 2000er Jahre vorgeschlagen das ein Äußeres aus superdünner Materie und einen Kern hat bestehend aus dunkler Energie.
Wie der Gravastern ist der Nestar ein extremes theoretisches Objekt, aber mit einer Wendung. In ihrer Arbeit schlagen die Forscher Daniel Jampolski und Luciano Rezzolla vor, dass Gravasterne verschachtelt werden könnten – daher „Nesterne“ – und „auf eine beliebig große Anzahl von Schalen erweitert“ werden könnten, schreiben sie, wodurch ein Objekt entsteht, das „eine neue Lösung der Einstein-Gleichungen“ bietet .“
„Der Nestar ist wie eine Matroschka-Puppe“, sagte Jampolski, Forscher am Institut für Theoretische Physik in Frankfurt an der Goethe-Universität Frankfurt am Main freigeben. „Unsere Lösung der Feldgleichungen ermöglicht eine ganze Reihe verschachtelter Gravasterne.“
Einstein hat seine Gleichungen vor über einem Jahrhundert entwickelt; Im Laufe der Jahrzehnte wurden sie durch Entdeckungen anderer Forscher bestätigt. Im Jahr 1916 war er sagte die Existenz von Schwarzen Löchern vorausund im Jahr 1971, a Schwarzes Loch wurde identifiziert zum ersten Mal. Doch im Zentrum eines Schwarzen Lochs bricht die Allgemeine Relativitätstheorie zusammen. In den Kernen dieser Objekte, deren Schwerkraft so stark ist, dass nicht einmal Licht ihnen entkommen kann, liegt ein Punkt, an dem die Zeit zum Stillstand kommt und der Raum zu einem Punkt unendlicher Dichte komprimiert wird.
Gravasterne kommen ins Spiel: Fast so kompakt wie Schwarze Löcher, mit ähnlicher Gravitationskraft auf ihren Oberflächen. Allerdings fehlt Gravasternen ein Ereignishorizont – was bedeutet, dass externe Beobachter Informationen von ihnen erhalten können – und ihr Kern weist keine Singularität auf. Vielmehr bestehen ihre (wiederum theoretischen) Kerne aus dunkler Energie, die der immensen Gravitationskraft entgegenwirkt, die Materie nach innen zum Kern zieht.
Exakte Lösungen für Einsteins Feldgleichungen in der Allgemeinen Relativitätstheorie wurden bereits früher gefunden; Tatsächlich wurde die erste von Karl Schwarzschild im selben Jahr gefunden, in dem Einstein die Theorie vorstellte. Nestare stellen eine neue Lösung für das alte Problem dar … sofern es sie gibt, natürlich.
„Es ist großartig, dass es auch 100 Jahre nachdem Schwarzschild seine erste Lösung für Einsteins Feldgleichungen aus der Allgemeinen Relativitätstheorie präsentiert hat, immer noch möglich ist, neue Lösungen zu finden“, sagte Rezzolla, theoretischer Astrophysiker an der Goethe-Universität, in derselben Pressemitteilung. „Es ist ein bisschen so, als würde man eine Goldmünze auf einem Weg finden, den schon viele andere erkundet haben.“
„Leider haben wir immer noch keine Ahnung, wie ein solcher Gravastern entstehen könnte“, fügte Rezzolla hinzu. „Aber selbst wenn Nestare nicht existieren, hilft uns die Erforschung der mathematischen Eigenschaften dieser Lösungen letztendlich, Schwarze Löcher besser zu verstehen.“
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