Monsterschwarze Löcher könnten die Quelle der dunklen Energie sein, die die beschleunigte Expansion des Universums vorantreibt, so eine Studie

Monsterschwarze Löcher könnten die Quelle der dunklen Energie sein, die die beschleunigte Expansion des Universums vorantreibt, so eine Studie

Supermassive Schwarze Löcher könnten die Motoren der Expansion des Universums sein, so die Forschung, die eine Lösung für "eines der größten Probleme der Kosmologie" vorschlägt.  

Durch den Vergleich supermassereicher schwarzer Löcher in neun Milliarden Jahren kosmischer Geschichte haben Astronomen einen Hinweis darauf entdeckt, dass die gefräßigen Riesen, die im Herzen der meisten großen Galaxien lauern, die Quelle der dunklen Energie sein könnten — die mysteriöse Kraft, die 68% des bekannten Universums ausmacht (öffnet in einem neuen Tab) und seine beschleunigte Expansion verursacht. Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse am 2. und 15. Februar in zwei Artikeln in The Astrophysical Journal (öffnet in einem neuen Tab) und The Astrophysical Journal Letters (öffnet in einem neuen Tab).

"Wenn die Theorie stimmt, wird dies die gesamte Kosmologie revolutionieren, denn endlich haben wir eine Lösung für den Ursprung der dunklen Energie, die Kosmologen und theoretische Physiker seit mehr als 20 Jahren vor ein Rätsel stellt", sagte Mitautor Chris Pearson (öffnet in neuem Tab) , Astrophysiker am Rutherford Appleton Laboratory (RAL) in Großbritannien, in einer Erklärung (öffnet in neuem Tab) .

Dunkle Energie enthüllt

Im letzten Jahrhundert entdeckten die Astronomen, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt. Dies war überraschend, da man davon ausging, dass die Schwerkraft aus eigener Kraft den Kosmos langsam zusammenpressen würde, was als "Big Crunch" bekannt wurde. Um diese Diskrepanz zu erklären, schlugen die Wissenschaftler vor, dass es etwas geben muss, das stark genug ist, um der Schwerkraft entgegenzuwirken, und das alles im Universum weiter auseinander treibt. Sie nannten dieses Etwas dunkle Energie.

Doch damit die dunkle Energie einen kosmischen Kollaps umkehren kann, müsste sie in so enormen Mengen vorhanden sein, dass sie den größten Teil des Universums ausmacht. Doch bis jetzt war sie nirgends zu sehen.

Jetzt haben die neuen Studien anscheinend einen Hinweis darauf gefunden, wie das verborgene Phänomen funktioniert. Beide Teams verglichen die Massen schwarzer Löcher in den Zentren von zwei Gruppen von Galaxien. Eine Gruppe war jung und weit entfernt, mit Licht, das uns neun Milliarden Jahre in der Vergangenheit erreicht hat, während eine nähere und ältere Gruppe nur einige Millionen Lichtjahre entfernt liegt. Die Astronomen fanden heraus, dass die riesigen Schwarzen Löcher im gesamten Universum sieben- bis zwanzigmal größer geworden sind als sie einst waren - ein monströses Wachstum, das sich nicht einfach dadurch erklären lässt, dass Schwarze Löcher Sterne verschlingen oder miteinander kollidieren und sich miteinander verbinden.

Stattdessen schlagen die Forscher vor, dass Schwarze Löcher im Gleichschritt mit dem Universum wachsen — sie überwinden die sternenzerstörenden, Licht einfangenden Kräfte in ihren Kernen mit einer hypothetischen Art von dunkler Energie, die Vakuumenergie genannt wird und sie dazu bringt, sich immer weiter auszudehnen. Und irgendwie ziehen sie das gesamte Gefüge des Kosmos mit sich hinaus.

"Dies ist ein wirklich überraschendes Ergebnis. Wir haben zunächst untersucht, wie Schwarze Löcher im Laufe der Zeit wachsen, und haben vielleicht die Antwort auf eines der größten Probleme der Kosmologie gefunden", sagte Mitautor Dave Clements (öffnet in einem neuen Tab) , ein Astrophysiker am Imperial College London, in der Erklärung.

Wenn die expansive dunkle Energie tatsächlich in den Kernen schwarzer Löcher lauert, würde sie zwei seit langem bestehende Rätsel lösen, vor denen Einsteins allgemeine Relativitätstheorie steht, die beschreibt, wie die Schwerkraft das Universum in großem Maßstab beeinflusst. Erstens würde sie erklären, warum das Universum nicht aufgrund der großen und allgegenwärtigen Anziehungskraft kollabiert, und zweitens würde sie die Notwendigkeit von Singularitäten (winzige Punkte, an denen die Gesetze der Physik zusammenbrechen) beseitigen, um die Funktionsweise der dunklen Herzen der schwarzen Löcher zu erklären.

"Wir sagen eigentlich zwei Dinge auf einmal: dass es Beweise dafür gibt, dass die typischen Lösungen für Schwarze Löcher auf einer langen, langen Zeitskala nicht funktionieren, und wir haben die erste vorgeschlagene astrophysikalische Quelle für dunkle Energie", sagte Erstautor Duncan Farrah (öffnet in neuem Tab) , ein Astronom an der Universität von Hawaii, in der Erklärung. Das bedeutet jedoch nicht, dass andere Leute keine Quellen für dunkle Energie vorgeschlagen haben, sondern dies ist die erste Beobachtungsarbeit, bei der wir dem Universum nichts Neues als Quelle für dunkle Energie hinzufügen: Schwarze Löcher in Einsteins Gravitationstheorie sind die dunkle Energie."

Um ihre Theorie zu bestätigen, müssen die Astrophysiker sicherstellen, dass nichts anderes zum rätselhaften Wachstum der schwarzen Löcher beiträgt, indem sie ihre Massen im Laufe der Zeit noch genauer beobachten und gleichzeitig die Zunahme dieser Massen mit der Expansion des Universums genau verfolgen.

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