Podle výzkumu, který navrhuje řešení "jednoho z největších problémů kosmologie", by mohly být hnacím motorem rozpínání vesmíru supermasivní černé díry.
Porovnáním supermasivních černých děr v průběhu devíti miliard let kosmické historie astronomové objevili vodítko, že tyto dravé obludy, které se skrývají v srdcích většiny velkých galaxií, mohou být zdrojem temné energie — tajemné síly, která tvoří 68 % známého vesmíru (otevře se v nové záložce) a způsobuje jeho zrychlující se rozpínání. Vědci publikovali svá zjištění 2. a 15. února ve dvou článcích v časopisech The Astrophysical Journal (otevře se v nové záložce) a The Astrophysical Journal Letters (otevře se v nové záložce) .
"Pokud tato teorie obstojí, bude to znamenat revoluci v celé kosmologii, protože konečně máme řešení původu temné energie, která mátla kosmology a teoretické fyziky více než 20 let," uvedl ve svém prohlášení spoluautor Chris Pearson (otevře se v nové záložce) , astrofyzik z Rutherford Appleton Laboratory (RAL) ve Velké Británii (otevře se v nové záložce).
Odhalení temné energie
V průběhu minulého století astronomové zjistili, že se vesmír rozpíná stále rychleji. To bylo překvapivé, protože by se dalo očekávat, že gravitace sama o sobě bude pomalu smršťovat vesmír v události známé jako Velký třesk. Aby vědci vysvětlili tento rozpor, navrhli, že musí existovat něco dostatečně silného, co působí proti gravitaci a tlačí vše ve vesmíru dál od sebe. Nazvali to temnou energií.
Aby však temná energie zvrátila vesmírný kolaps, musela by být přítomna v tak obrovském množství, že by tvořila naprostou většinu vesmíru. Dosud však nebyla nikde k vidění.
Nové studie nyní zřejmě přinesly vodítko k tomu, jak tento skrytý jev funguje. Oba týmy porovnávaly hmotnosti černých děr v centrech dvou souborů galaxií. Jedna skupina byla mladá a vzdálená, se světlem, které k nám dorazilo z doby před devíti miliardami let, zatímco bližší a starší skupina se nachází jen několik milionů světelných let daleko. Astronomové zjistili, že v celém vesmíru se obří černé díry nafoukly a jsou sedmkrát až dvacetkrát větší než kdysi — jde o monstrózní růst, který nelze vysvětlit jednoduše tím, že černé díry pohlcují hvězdy nebo se srážejí a spojují se navzájem.
Místo toho vědci předpokládají, že černé díry rostou společně s vesmírem a překonávají síly, které v jejich jádrech ničí hvězdy a pohlcují světlo, pomocí hypotetického typu temné energie, tzv. vakuové energie, která je nutí expandovat stále směrem ven. A nějakým způsobem s sebou táhnou celou strukturu vesmíru.
"Je to opravdu překvapivý výsledek. Začali jsme zkoumat, jak černé díry rostou v čase, a možná jsme našli odpověď na jeden z největších problémů kosmologie," uvedl spoluautor Dave Clements (otevře se v nové záložce) , astrofyzik z Imperial College London.
Pokud se expanzivní temná energie skutečně skrývá v jádrech černých děr, vyřeší to dvě dlouholeté záhady, kterým čelí Einsteinova obecná teorie relativity, která popisuje, jak gravitace ovlivňuje vesmír ve velkých měřítkách. Zaprvé by to vysvětlilo, jak je možné, že se vesmír nezhroutí v důsledku velké a všudypřítomné síly gravitační přitažlivosti, a zadruhé by to odstranilo potřebu singularit (nekonečně malých bodů, v nichž se fyzikální zákony porušují) k vysvětlení fungování temných srdcí černých děr.
"Ve skutečnosti říkáme dvě věci najednou: že existují důkazy, že typická řešení černých děr pro vás nefungují na dlouhé, dlouhé časové škále, a máme první navrhovaný astrofyzikální zdroj temné energie," uvedl první autor Duncan Farrah (otevře se v nové záložce) , astronom z Havajské univerzity. "To však neznamená, že by jiní lidé nenavrhovali zdroje temné energie, ale toto je první pozorovací práce, ve které nepřidáváme nic nového jako zdroj temné energie ve vesmíru: temnou energií jsou černé díry v Einsteinově teorii gravitace."
Aby astrofyzici potvrdili svou teorii, budou muset zajistit, aby se na záhadném růstu černých děr nepodílelo nic jiného, a to tak, že budou provádět ještě podrobnější pozorování jejich hmotností v průběhu času a zároveň pečlivě sledovat nárůst těchto hmotností s rozpínáním vesmíru.
