Νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Physics of the Dark Universe ολοκληρώνει μια τριλογία ερευνών σχετικά με τους τρόπους με τους οποίους οι τροποποιήσεις στην κεντρική δομή των μαύρων τρυπών από την κβαντική βαρύτητα επηρεάζουν τη βαρυτική τους ακτινοβολία.
Ερευνητές υπολόγισαν τα ημιενεργά σχήματα ταλάντωσης (quasinormal modes) για τρεις διαφορετικούς τύπους μαύρων τρυπών, αποδεικνύοντας ότι η συμπεριφορά της βαρύτητας στο κέντρο καθορίζει τη συχνότητα και τη διάρκεια της ηχητικής τους ταλάντωσης όταν διαταράσσονται.
Κβαντικοί πυρήνες: Διαφορετικά μοντέλα κεντρικής δομής και βαρυτικά αποτυπώματα
Σύμφωνα με τη γενική σχετικότητα, το κέντρο μιας μαύρης τρύπας οδηγείται σε μια ιδιομορφία άπειρης πυκνότητας. Ωστόσο, προσεγγίσεις κβαντικής βαρύτητας αντικαθιστούν αυτό το σημείο με πεπερασμένες δομές. Η έρευνα εξέτασε τρεις περιπτώσεις: το άστρο Planck όπου η βαρύτητα ενισχύεται στο κέντρο, καθώς και τα μοντέλα Bonanno–Reuter και Hayward όπου η βαρύτητα εξασθενεί. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όπου η βαρύτητα εξασθενεί σε μικρές αποστάσεις, η μαύρη τρύπα χτυπά υψηλότερα και διατηρεί την ταλάντωση της για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Αντίθετα, όπου η βαρύτητα γίνεται ισχυρότερη, η ταλάντωση είναι χαμηλότερη και σβήνει γρηγορότερα.
Ο ρόλος του φωτεινού δακτυλίου και μελλοντικές προοπτικές
Η διαφοροποίηση αυτή εξηγείται από τη θέση του φωτεινού δακτυλίου, της περιοχής γύρω από τη μαύρη τρύπα όπου τα φωτoνά κινούνται κυκλικά. Στα μοντέλα όπου η κεντρική βαρύτητα είναι ασθενέστερη, ο δακτύλιος μετατοπίζεται προς τα μέσα, αυξάνοντας τη συχνότητα και μειώνοντας την αστάθεια της τροχιάς των κυμάτων. Παρόλο που τα φαινόμενα αυτά αφορούν κυρίως πρωταρχικές μαύρες τρύπες μικρής μάζας και δεν μπορούν να ανιχνευθούν σε τεράστιες αστροφυσικές μαύρες τρύπες του σημερινού σύμπαντος, η μεθοδολογία παρέχει ακριβή υπολογιστικά εργαλεία για τη μελέτη της κβαντικής βαρύτητας.