Cosa sono i GEODE?
I ricercatori di Phys.org prevedono la posizione del nuovo candidato per la misteriosa energia oscura, afferma che i GEODE potrebbero spiegare il problema dell'energia oscura. Non sono un astronomo ma non ho mai sentito parlare di GEODE. So cosa significano le lettere ma cos'è fisicamente un GEODE. GEODE è Generic Objects of Dark Energy (GEODE).
Risposte
Disclaimer: sono il dottor Kevin Croker, autore principale della serie ApJ in questione. Lavoro sugli aspetti formali della teoria delle perturbazioni relativistiche. Penso che il modo migliore per rispondere alla tua domanda sia rispondere a tutte le risposte dei commentatori. Ho appena creato questo account SE per risponderti, quindi non ho ancora una reputazione sufficiente per rispondere come commento.
(Per ELNJ) Le soluzioni di energia oscura sono onnipresenti in GR, anche se l'unica mainstream proveniva da Mottola (LANL) e Mazur (South Carolina) ed è chiamata "gravastar". Tali soluzioni erano principalmente di interesse teorico fino a quando le scoperte di LIGO non hanno aumentato la possibilità di differenziazione sperimentale dai buchi neri classici.
Il mio consulente mi aveva chiesto di intervenire su un dibattito sulla reazione cosmologica tra Nick Kaiser e Istvan Szapudi presso l'Istituto di Astronomia (IfA). Durante questa indagine, date le giuste proprietà, mi sono reso conto che questi tipi di oggetti di energia oscura potrebbero essere accoppiati cosmologicamente. Poiché sembrava che la soluzione gravastar specifica di Mottola & Mazur non si accoppiasse, ma altre soluzioni sì, avevo bisogno di un nuovo nome per la classe più ampia di "oggetti contenenti energia oscura". Quindi io e il mio coautore abbiamo ideato GEODE nella sezione 3.4 dihttps://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab32da
Il nome vuole essere un gioco di geodi geologici, anche se col senno di poi forse questo era stupido. I geodi geologici non hanno un aspetto speciale all'esterno (cfr. I GEODE sembrano BH classici), sono vuoti nel mezzo (cfr. I GEODE contengono energia oscura, che era chiamata "vuoto pesante") e hanno bellissimi cristalli sul bordo interno (vedi GEODEs uno strato di transizione che può contenere quantità estreme di spin).
C'è la distinzione tecnica che un GEODE è una soluzione cosmologica. Quindi gli oggetti DE che sono asintoticamente piatti devono essere intesi come modelli GEODE limitati a un periodo di tempo breve rispetto a$1/H(a)$, dove $H(a)$ è il tasso di Hubble al fattore di scala $a$.
(Per uhoh)
Questo podcast non discute GEODE, solo la costante cosmologica. Un antico scenario GEODE (più tecnicamente, uno scenario GEODE Popolazione III) imita una costante cosmologica, ma può essere distinto dall'osservazione. Le firme includono una correlazione del tempo di ricerca con il picco del tasso di formazione stellare cosmica, essenzialmente la Figura 4 dihttps://arxiv.org/abs/1612.07245 e un segnale Sachs-Wolfe integrato alterato (stiamo scrivendo il documento ora).
(Per antispinward) Come sospetta jmh, il nome non è del '66. Per quanto ho potuto dedurre dalla letteratura, l'idea risale al documento di Gliner del 1966 "Proprietà algebriche del tensore energia-momento e stati della materia simili al vuoto". Questo documento è incredibilmente lucido e breve. Lo cito:
"Ciò solleva il pensiero che in uno stato della materia ultradenso, con i barioni così compressi da non poter produrre i campi di mesoni che forniscono l'interazione tra loro (repulsione!), Si forma un mezzo continuo in cui le condizioni corrispondono ad un'attrazione tra elementi materiali e sono descritti fenomenologicamente da una pressione negativa .... Sembrerebbe che una pressione negativa dovrebbe portare ad una instabilità interna, e che se non ci sono forze di volume del tipo della repulsione elettrostatica porterebbe ad una contrazione senza limite. Questo non è vero, tuttavia. "
Gliner lo dimostra poi con le condizioni di conservazione. Finisce con,
"L'ipotetico processo che abbiamo considerato è interessante in relazione al problema dello stato finale della materia che ha subito un collasso gravitazionale. Secondo le idee qui sviluppate questo stato è un $\mu$-vuoto."
$\mu$-il vuoto è ciò che oggi chiameremmo "energia oscura".
(per jmh) Questi oggetti sono "meno scoperti" dei buchi neri. Gli oggetti che LIGO vede stanno sicuramente ruotando, il che significa che sono soluzioni simili a Kerr. Al momento, non è noto alcun GEODE simile a Kerr. Ciò non significa che non esista, ma è più difficile da costruire.
È interessante notare che, a differenza dei buchi neri statici, non esiste una fonte nota per un buco nero di Kerr, cioè una soluzione di materia che puoi "incollare" nei "posti cattivi" e fare ancora funzionare le cose. Afaik, lo stato dell'arte è descritto ad esempio da Posadahttps://academic.oup.com/mnras/article/468/2/2128/3059158. Qui una gravastar a rotazione lenta (un tipo specifico di GEODE, considerato solo per un breve periodo di tempo) concorda con Kerr nella prima fase del calcolo. In questo senso, un GEODE fornisce la prima fonte plausibile per l'interno di una soluzione Kerr.
Lontano da un GEODE, ti ritrovi in una soluzione cosmologica. Lontano da un buco nero, ti ritrovi nello spazio vuoto. Ciò rende molto più facile lavorare con i buchi neri, come modelli. In ogni altro luogo in cui astrofisicamente ci aspettiamo un buco nero, potresti sostituirlo con un GEODE e non sconvolgere nulla o effettivamente alleviare le tensioni (ad esempio masse quasar z alto, masse grandi osservate da LIGO). Queste proprietà sono discusse inhttps://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab5affSezione 2.1. A differenza dei buchi neri, i GEODE di collasso stellare possono crescere naturalmente fino a centinaia di Msol, vedere la Figura 2. Per inciso, il nostro team ha predetto sistemi come GW190521, 7 settimane prima che l'evento arrivasse ai rilevatori di LIGO. Questo può essere trovato in arxiv prestampa di carta ApJ @https://arxiv.org/abs/1904.03781v1 , testo sotto Equazione (15) e Figura 2.