O que são GEODEs?
Os pesquisadores da Phys.org prevêem a localização de um novo candidato à misteriosa energia escura , que afirma que GEODEs podem explicar o problema da energia escura. Não sou astrônomo, mas nunca ouvi falar de GEODEs. Eu sei o que as letras significam, mas o que é um GEODE fisicamente. GEODE é Objetos Genéricos de Energia Escura (GEODE).
Respostas
Isenção de responsabilidade: sou o Dr. Kevin Croker, autor principal da série ApJ em questão. Eu trabalho com aspectos formais da teoria da perturbação relativística. Acho que a melhor maneira de responder à sua pergunta é apenas abordando as respostas de todos os comentadores. Acabei de fazer esta conta SE para responder a você, então não tenho reputação suficiente para responder como um comentário ainda.
(Para ELNJ) As soluções de energia escura são onipresentes em GR, embora a única corrente principal tenha vindo de Mottola (LANL) e Mazur (Carolina do Sul) e seja chamada de "gravastar". Essas soluções eram principalmente de interesse teórico até que as detecções do LIGO levantaram a possibilidade de diferenciação experimental dos buracos negros clássicos.
Meu orientador me pediu para opinar sobre um debate cosmológico de reação reversa entre Nick Kaiser e Istvan Szapudi no Instituto de Astronomia (IfA). Durante esta investigação, dadas as propriedades corretas, percebi que esses tipos de objetos de energia escura poderiam se tornar cosmologicamente acoplados. Como parecia que a solução gravastar específica de Mottola e Mazur não se acoplaria, mas outras soluções sim, eu precisava de um novo nome para a classe maior de "objetos contendo energia escura". Então, meu co-autor e eu criamos GEODE na Seção 3.4 dohttps://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab32da
O nome pretende ser uma brincadeira com geodos geológicos, embora, em retrospectiva, talvez isso seja estúpido. Geodos geológicos não parecem especiais por fora (cf GEODEs parecem BHs clássicos), são vazios no meio (cf GEODEs contêm energia escura, que costumava ser chamada de "vácuo pesado") e têm lindos cristais na borda interna (cf GEODEs uma camada de transição que pode conter quantidades extremas de spin).
Existe a distinção técnica de que um GEODE é uma solução cosmológica. Assim, objetos DE que são assintoticamente planos devem ser entendidos como modelos GEODE restritos a um período de tempo curto em comparação com$1/H(a)$, Onde $H(a)$ é a taxa de Hubble no fator de escala $a$.
(Para uhoh)
Este podcast não discute GEODEs, apenas a constante cosmológica. Um cenário GEODE antigo (mais tecnicamente, um cenário GEODE da População III) imita uma constante cosmológica, mas pode ser distinguido por observação. As assinaturas incluem uma correlação do tempo de lookback com o pico na taxa de formação de estrelas cósmicas, essencialmente a Figura 4 dahttps://arxiv.org/abs/1612.07245 , e um sinal integrado Sachs-Wolfe alterado (estamos escrevendo o artigo agora).
(Para antiespinwards) Como suspeita jmh, o nome não é de '66. Pelo que pude constatar na literatura, a ideia data do artigo de Gliner de 1966 "Propriedades algébricas do tensor de energia-momento e estados da matéria semelhantes ao vácuo". Este artigo é assustadoramente lúcido e curto. Eu cito:
"Isso levanta a ideia de que em um estado ultradenso da matéria, com os bárions tão comprimidos que os campos de mésons que fornecem a interação entre eles (repulsão!) Não podem ser produzidos, um meio contínuo é formado no qual as condições correspondem a uma atração entre elementos materiais e são descritos fenomenologicamente por uma pressão negativa .... Parece que uma pressão negativa deve levar a uma instabilidade interna, e que se não houver forças de volume do tipo da repulsão eletrostática, isso levaria a uma contração sem limite. Isso não é verdade, no entanto. "
Gliner então o prova com as condições de conservação. Ele termina com,
"O processo hipotético que consideramos é interessante em conexão com o problema do estado final da matéria que sofreu o colapso gravitacional. De acordo com as idéias desenvolvidas aqui, este estado é um $\mu$-vácuo."
$\mu$-vácuo é o que chamaríamos de "energia escura" hoje.
(para jmh) Esses objetos são "menos descobertos" do que os buracos negros. Os objetos que o LIGO vê certamente estão girando, o que significa que são soluções do tipo Kerr. No momento, não há nenhum GEODE conhecido como Kerr. Isso não significa que não exista, mas é mais difícil de construir.
Curiosamente, ao contrário dos buracos negros estáticos, não há nenhuma fonte conhecida para um buraco negro de Kerr, ou seja, uma solução de matéria que você pode "colar" nos "lugares ruins" e ainda fazer as coisas funcionarem. Afaik, o estado da arte é descrito, por exemplo, por Posadahttps://academic.oup.com/mnras/article/468/2/2128/3059158. Aqui, um gravastar girando lentamente (um tipo específico de GEODE, considerado apenas por um curto período de tempo) concorda com Kerr na primeira etapa do cálculo. Nesse sentido, um GEODE fornece a primeira fonte plausível para o interior de uma solução Kerr.
Longe de um GEODE, você se encontra em uma solução cosmológica. Longe de um buraco negro, você se encontra em um espaço vazio. Isso torna os buracos negros muito mais fáceis de trabalhar como modelos. Em qualquer outro lugar onde astrofisicamente esperamos um buraco negro, você poderia substituí-lo por um GEODE e não perturbar nada ou realmente aliviar as tensões (por exemplo, altas massas de quasares z, grandes massas observadas pelo LIGO). Essas propriedades são discutidas emhttps://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab5affSeção 2.1. Ao contrário dos buracos negros, os GEODEs de colapso estelar podem crescer naturalmente para centenas de Msol, consulte a Figura 2. Incidentalmente, nossa equipe previu sistemas como o GW190521, 7 semanas antes de o evento chegar aos detectores do LIGO. Isso pode ser encontrado na pré-impressão arxiv do papel ApJ @https://arxiv.org/abs/1904.03781v1 , texto abaixo da Equação (15) e Figura 2.