Gli astronomi sanno da due decenni che l'espansione dell'universo sta accelerando, ma la fisica di questa espansione rimane un mistero. Ora, un team di ricercatori dell'Università delle Hawaii a Mānoa ha fatto una nuova previsione:l'energia oscura responsabile di questa crescita accelerata proviene da un vasto mare di oggetti compatti sparsi nei vuoti tra le galassie. Questa conclusione fa parte di un nuovo studio pubblicato su The Giornale Astrofisico .

A metà degli anni Sessanta, i fisici hanno suggerito per primi che il collasso stellare non dovrebbe formare veri buchi neri, ma dovrebbe invece formare oggetti generici di energia oscura (GEODE). A differenza dei buchi neri, I GEODI non "rompono" le equazioni di Einstein con le singolarità. Anziché, uno strato rotante circonda un nucleo di energia oscura. Visto dall'esterno, GEODI e buchi neri appaiono per lo più uguali, anche quando i "suoni" delle loro collisioni sono misurati da osservatori di onde gravitazionali.

Poiché i GEODE imitano i buchi neri, si presumeva che si muovessero nello spazio allo stesso modo dei buchi neri. "Questo diventa un problema se si vuole spiegare l'accelerazione dell'espansione dell'universo, ", ha affermato Kevin Croker, ricercatore del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'UH Mānoa, autore principale dello studio. "Anche se l'anno scorso abbiamo dimostrato che GEODE, in linea di principio, potrebbe fornire la necessaria energia oscura, hai bisogno di molti GEODE vecchi e massicci. Se si muovessero come buchi neri, restando vicino alla materia visibile, galassie come la nostra Via Lattea sarebbero state distrutte.''

Croker ha collaborato con lo studente laureato UH Mānoa del Dipartimento di Fisica e Astronomia Jack Runburg, e Duncan Farrah, un membro di facoltà presso l'UH Institute for Astronomy e il dipartimento di Fisica e Astronomia, per indagare su come i GEODE si muovono nello spazio. I ricercatori hanno scoperto che lo strato rotante attorno a ciascun GEODE determina il modo in cui si muovono l'uno rispetto all'altro. Se i loro strati esterni ruotano lentamente, I GEODI si aggregano più rapidamente dei buchi neri. Questo perché i GEODI guadagnano massa dalla crescita dell'universo stesso. Per i GEODI con strati che ruotano vicino alla velocità della luce, però, il guadagno di massa viene dominato da un effetto diverso e i GEODI iniziano a respingersi a vicenda. "La dipendenza dallo spin è stata davvero del tutto inaspettata, " disse Farrah. "Se confermato dall'osservazione, sarebbe una classe di fenomeni completamente nuova."

Il team ha risolto le equazioni di Einstein partendo dal presupposto che molte delle stelle più antiche, che sono nati quando l'universo era inferiore al 2% della sua età attuale, formarono GEODE quando morirono. Poiché questi antichi GEODI si nutrivano di altre stelle e abbondante gas interstellare, cominciarono a girare molto rapidamente. Una volta che gira abbastanza velocemente, la repulsione reciproca dei GEODE ha causato la maggior parte di loro a "distanziarsi socialmente" in regioni che alla fine sarebbero diventate i vuoti tra le galassie odierne.

Questo studio supporta la posizione secondo cui i GEODE possono risolvere il problema dell'energia oscura rimanendo in armonia con diverse osservazioni su vaste distanze. I GEODE stanno lontani dalle galassie odierne, quindi non interrompono le delicate coppie di stelle contate all'interno della Via Lattea. Il numero di antichi GEODI necessari per risolvere il problema dell'energia oscura è coerente con il numero di stelle antiche. I GEODE non interrompono la distribuzione misurata delle galassie nello spazio perché si separano dalla materia luminosa prima che formi le galassie attuali. Finalmente, I GEODI non influenzano direttamente le leggere increspature nel bagliore residuo del Big Bang, perché nascono da stelle morte centinaia di milioni di anni dopo il rilascio di questa radiazione cosmica di fondo.

I ricercatori erano cautamente ottimisti sui loro risultati. "Si pensava che, senza un rilevamento diretto di qualcosa di diverso da una firma Kerr [Black Hole] da LIGO-Virgo [osservatori di onde gravitazionali], non potresti mai dire che i GEODE sono esistiti, " disse Farrah. Croker aggiunse, "ma ora che abbiamo una comprensione più chiara di come le equazioni di Einstein collegano grandi e piccoli, siamo stati in grado di entrare in contatto con i dati di molte comunità, e un quadro coerente sta cominciando a formarsi."

Secondo Runburg, il cui interesse di ricerca primario non è correlato ai GEODE, "la conseguenza più eccitante, per me, è che le comunità di ricercatori precedentemente disconnesse ora hanno un terreno comune. Quando diverse comunità lavorano insieme, il tutto diventa sempre qualcosa di più grande della somma delle parti".