Supermassiiviset mustat aukot voivat olla maailmankaikkeuden laajenemisen liikkeelle panevia voimanlähteitä, todetaan tutkimuksessa, jossa ehdotetaan ratkaisua "yhteen kosmologian suurimmista ongelmista";
Vertailemalla supermassiivisia mustia aukkoja yhdeksän miljardin vuoden kosmisen historian ajalta tähtitieteilijät ovat löytäneet vihjeen siitä, että useimpien suurten galaksien sydämissä lymyilevät ahneet jättiläiset saattavat olla pimeän energian lähde — salaperäinen voima, joka muodostaa 68 prosenttia tunnetusta maailmankaikkeudesta (avautuu uuteen välilehteen) ja aiheuttaa sen kiihtyvän laajenemisen. Tutkijat julkaisivat havaintonsa 2. helmikuuta ja 15. helmikuuta kahdessa artikkelissa The Astrophysical Journal -lehdessä (avautuu uuteen välilehteen) ja The Astrophysical Journal Letters -lehdessä (avautuu uuteen välilehteen) .
"Jos teoria pitää paikkansa, tämä mullistaa koko kosmologian, koska vihdoinkin meillä on ratkaisu pimeän energian alkuperään, joka on hämmentänyt kosmologeja ja teoreettisia fyysikoita yli 20 vuoden ajan", toinen kirjoittaja Chris Pearson (avautuu uudessa välilehdessä) , astrofyysikko Rutherford Appletonin laboratoriossa (RAL) Yhdistyneessä kuningaskunnassa, sanoi lausunnossaan (avautuu uudessa välilehdessä) .
Pimeä energia paljastui
Viime vuosisadan aikana tähtitieteilijät havaitsivat, että maailmankaikkeus laajenee yhä nopeammin. Tämä oli yllättävää, koska painovoiman olisi odotettu vaikuttavan yksinään niin, että se hitaasti murskaisi kosmoksen yhteen tapahtumassa, joka tunnetaan nimellä Big Crunch (Iso räjähdys). Selittääkseen ristiriidan tiedemiehet ehdottivat, että on oltava olemassa jotain, joka on tarpeeksi voimakas kumoamaan painovoiman ja joka työntää kaiken maailmankaikkeudessa yhä kauemmaksi toisistaan. He nimesivät tämän asian pimeäksi energiaksi.
Jotta pimeä energia voisi kumota kosmisen romahduksen, sitä pitäisi kuitenkin olla niin valtavia määriä, että se muodostaa valtaosan maailmankaikkeudesta. Tähän asti sitä ei ole kuitenkaan näkynyt missään.
Nyt uusissa tutkimuksissa on ilmeisesti löydetty johtolanka siitä, miten piilossa oleva ilmiö toimii. Molemmat ryhmät vertasivat kahden galaksiryhmän keskuksissa olevien mustien aukkojen massoja. Toinen ryhmä oli nuori ja kaukana, ja sen valo saapui meille yhdeksän miljardin vuoden takaa, kun taas lähempänä oleva ja vanhempi ryhmä sijaitsee vain muutaman miljoonan valovuoden päässä. Tähtitieteilijät havaitsivat, että kaikkialla maailmankaikkeudessa jättiläismäiset mustat aukot olivat paisuneet seitsemän- 20 kertaa suuremmiksi kuin ne olivat aikoinaan olleet — hirvittävä kasvu, jota ei voitu selittää yksinkertaisesti sillä, että mustat aukot söivät tähtiä tai törmäsivät ja yhdistyivät toisiinsa.
Sen sijaan tutkijat ehdottavat, että mustat aukot kasvavat maailmankaikkeuden tahdissa — ne voittavat tähtiä murskaavat ja valoa sieppaavat voimat ytimissään hypoteettisella pimeän energian tyypillä, jota kutsutaan tyhjöenergiaksi ja joka saa ne laajenemaan yhä ulospäin. Ja jotenkin ne vetävät mukanaan koko kosmoksen rakenteen.
"Tämä on todella yllättävä tulos. Aloitimme tutkimalla, miten mustat aukot kasvavat ajan myötä, ja olemme ehkä löytäneet vastauksen yhteen kosmologian suurimmista ongelmista", kertoi toinen kirjoittaja Dave Clements (avautuu uudessa välilehdessä) , Lontoon Imperial College Londonissa työskentelevä astrofyysikko, lausunnossaan.
Jos laajeneva pimeä energia todella piilee mustien aukkojen ytimissä, se ratkaisee kaksi Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian kauan kestänyttä arvoitusta, jotka koskevat painovoiman vaikutusta maailmankaikkeuteen suurissa mittakaavoissa. Ensinnäkin se selittäisi, miksi maailmankaikkeus ei romahda suuren ja kaikkialla läsnä olevan gravitaatiovetovoiman vuoksi, ja toiseksi se poistaisi tarpeen singulariteettien (äärettömän pienet kohdat, joissa fysiikan lait rikkoutuvat) olemassaolosta mustien aukkojen pimeän sydämen toiminnan selittämiseksi.
"Sanomme oikeastaan kaksi asiaa kerralla: on todisteita siitä, että tyypilliset mustien aukkojen ratkaisut eivät toimi pitkällä, pitkällä aikaskaalalla, ja meillä on ensimmäinen ehdotettu astrofyysinen lähde pimeälle energialle", ensimmäinen kirjoittaja Duncan Farrah (avautuu uuteen välilehteen) , Havaijin yliopiston tähtitieteilijä, sanoi lausunnossa. "Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, etteivätkö muut ihmiset olisi ehdottaneet pimeän energian lähteitä, vaan tämä on ensimmäinen havainnollinen julkaisu, jossa emme lisää mitään uutta pimeän energian lähteeksi maailmankaikkeuteen: Einsteinin painovoimateorian mukaiset mustat aukot ovat pimeää energiaa.
Vahvistaakseen teoriansa astrofyysikoiden on varmistettava, että mikään muu ei vaikuta mustien aukkojen mystiseen kasvuun tekemällä entistäkin yksityiskohtaisempia havaintoja niiden massoista ajan mittaan ja seuraamalla samalla tarkasti näiden massojen kasvua maailmankaikkeuden laajenemisen myötä.
