Astronomen weten al twee decennia dat de uitdijing van het heelal versnelt, maar de fysica van deze uitbreiding blijft een mysterie. Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers van de Universiteit van Hawai'i in Mānoa heeft een nieuwe voorspelling gedaan:de donkere energie die verantwoordelijk is voor deze versnelde groei komt van een enorme zee van compacte objecten verspreid over de lege ruimtes tussen sterrenstelsels. Deze conclusie maakt deel uit van een nieuwe studie gepubliceerd in The Astrofysisch tijdschrift .

Halverwege de jaren zestig, natuurkundigen suggereerden eerst dat stellaire ineenstorting geen echte zwarte gaten zou moeten vormen, maar zou in plaats daarvan Generic Objects of Dark Energy (GEODE's) moeten vormen. In tegenstelling tot zwarte gaten, GEODE's 'breken' de vergelijkingen van Einstein niet met singulariteiten. In plaats daarvan, een draaiende laag omringt een kern van donkere energie. Van buiten gezien, GEODE's en zwarte gaten lijken grotendeels hetzelfde, zelfs wanneer de "geluiden" van hun botsingen worden gemeten door observatoria voor zwaartekrachtgolven.

Omdat GEODES zwarte gaten nabootsen, er werd aangenomen dat ze op dezelfde manier door de ruimte bewogen als zwarte gaten. "Dit wordt een probleem als je de versnelde uitdijing van het heelal wilt verklaren, " zei UH Mānoa Department of Physics and Astronomy research fellow Kevin Croker, hoofdauteur van de studie. "Ook al hebben we vorig jaar bewezen dat GEODE's, in principe, de nodige donkere energie zou kunnen leveren, je hebt veel oude en enorme GEODES nodig. Als ze zouden bewegen als zwarte gaten, dicht bij zichtbare materie blijven, sterrenstelsels zoals onze eigen Melkweg zouden zijn verstoord.''

Croker werkte samen met UH Mānoa Department of Physics and Astronomy afgestudeerde student Jack Runburg, en Duncan Farrah, een faculteitslid aan het UH Instituut voor Sterrenkunde en de afdeling Natuur- en Sterrenkunde, om te onderzoeken hoe GEODES door de ruimte bewegen. De onderzoekers ontdekten dat de draaiende laag rond elke GEODE bepaalt hoe ze ten opzichte van elkaar bewegen. Als hun buitenste lagen langzaam ronddraaien, GEODES klonteren sneller samen dan zwarte gaten. Dit komt omdat GEODE's massa winnen door de groei van het universum zelf. Voor GEODE's met lagen die rond de lichtsnelheid draaien, echter, de winst in massa wordt gedomineerd door een ander effect en de GEODE's beginnen elkaar af te stoten. "De afhankelijkheid van spin was echt heel onverwacht, ' zei Farrah. 'Als dit door observatie wordt bevestigd, het zou een geheel nieuwe klasse van verschijnselen zijn."

Het team loste de vergelijkingen van Einstein op in de veronderstelling dat veel van de oudste sterren, die werden geboren toen het universum minder dan 2 procent van zijn huidige leeftijd was, vormden GEODE's toen ze stierven. Terwijl deze oude GEODES zich voedden met andere sterren en overvloedig interstellair gas, ze begonnen heel snel te draaien. Eenmaal snel genoeg rondgedraaid, De wederzijdse afstoting van de GEODE's zorgde ervoor dat de meesten van hen 'sociaal afstand namen' in regio's die uiteindelijk de lege holtes tussen de huidige sterrenstelsels zouden worden.

Deze studie ondersteunt het standpunt dat GEODE's het probleem van donkere energie kunnen oplossen terwijl ze in harmonie blijven met verschillende waarnemingen over grote afstanden. GEODE's blijven uit de buurt van huidige sterrenstelsels, zodat ze de delicate sterparen die in de Melkweg worden geteld, niet verstoren. Het aantal oude GEODES dat nodig is om het donkere energieprobleem op te lossen, komt overeen met het aantal oude sterren. GEODE's verstoren de gemeten verdeling van sterrenstelsels in de ruimte niet omdat ze zich scheiden van lichtgevende materie voordat het huidige sterrenstelsels vormt. Eindelijk, GEODE's hebben geen directe invloed op de zachte rimpelingen in de nagloed van de oerknal, omdat ze honderden miljoenen jaren na het vrijkomen van deze kosmische achtergrondstraling uit dode sterren worden geboren.

De onderzoekers waren voorzichtig optimistisch over hun resultaten. "Men dacht dat, zonder een directe detectie van iets anders dan een Kerr [Black Hole]-signatuur van LIGO-Virgo [zwaartekrachtgolfobservatoria], je zou nooit kunnen vertellen dat GEODE's bestonden, " zei Farrah. Croker voegde eraan toe:"maar nu we een beter begrip hebben van hoe de vergelijkingen van Einstein groot en klein met elkaar verbinden, we hebben contact kunnen maken met gegevens van veel gemeenschappen, en een samenhangend beeld begint zich te vormen."

Volgens Runburg, wiens primaire onderzoeksinteresse niet gerelateerd is aan GEODE's, "het meest opwindende gevolg, voor mij, is dat voorheen losgekoppelde gemeenschappen van onderzoekers nu een gemeenschappelijke basis hebben. Als verschillende gemeenschappen samenwerken, het geheel wordt altijd iets dat groter is dan de som der delen."