I buchi neri supermassicci potrebbero essere i motori dell'espansione dell'universo, secondo una ricerca che propone una soluzione a "uno dei più grandi problemi della cosmologia";
Confrontando i buchi neri supermassicci in nove miliardi di anni di storia cosmica, gli astronomi hanno scoperto un indizio secondo cui i famelici bestioni che si nascondono nel cuore della maggior parte delle grandi galassie potrebbero essere la fonte dell'energia oscura — la misteriosa forza che costituisce il 68% dell'universo conosciuto (si apre una nuova scheda) e ne causa l'accelerazione dell'espansione. I ricercatori hanno pubblicato le loro scoperte il 2 e il 15 febbraio in due articoli su The Astrophysical Journal (si apre in una nuova scheda) e The Astrophysical Journal Letters (si apre in una nuova scheda).
"Se la teoria regge, allora rivoluzionerà l'intera cosmologia, perché finalmente abbiamo una soluzione per l'origine dell'energia oscura che ha lasciato perplessi cosmologi e fisici teorici per più di 20 anni", ha dichiarato in un comunicato il coautore Chris Pearson (si apre in una nuova scheda), astrofisico del Rutherford Appleton Laboratory (RAL) nel Regno Unito (si apre in una nuova scheda).
Rivelata l'energia oscura
Nel secolo scorso, gli astronomi hanno scoperto che l'universo si espandeva a un ritmo sempre più rapido. Ciò era sorprendente, dato che, agendo da sola, la gravità avrebbe dovuto accartocciare lentamente il cosmo in un evento noto come Big Crunch. Per spiegare la discrepanza, gli scienziati hanno proposto l'esistenza di qualcosa di abbastanza potente da contrastare la gravità, che spingeva tutto l'universo ad allontanarsi. Hanno dato a questo qualcosa il nome di energia oscura.
Ma perché l'energia oscura possa invertire un collasso cosmico, dovrebbe essere presente in quantità così elevate da costituire la stragrande maggioranza dell'universo. Eppure, finora, non si è vista da nessuna parte.
Ora, i nuovi studi hanno apparentemente trovato un indizio su come funziona il fenomeno nascosto. Entrambi i team hanno confrontato le masse dei buchi neri al centro di due gruppi di galassie. Un gruppo era giovane e remoto, con la luce che ci arrivava da nove miliardi di anni nel passato, mentre un gruppo più vicino e più vecchio si trovava solo a qualche milione di anni luce di distanza. Gli astronomi hanno scoperto che in tutto l'universo i buchi neri giganti sono diventati da sette a 20 volte più grandi di quanto non fossero un tempo; una crescita mostruosa che non può essere spiegata semplicemente dal fatto che i buchi neri divorano le stelle o si scontrano e si combinano tra loro.
I ricercatori propongono invece che i buchi neri crescano di pari passo con l'universo; superano le forze che schiacciano le stelle e catturano la luce al loro interno con un ipotetico tipo di energia oscura, chiamata energia del vuoto, che li fa espandere sempre più verso l'esterno. E, in qualche modo, trascinano con sé l'intero tessuto del cosmo.
"È un risultato davvero sorprendente. Abbiamo iniziato a studiare come i buchi neri crescono nel tempo e forse abbiamo trovato la risposta a uno dei più grandi problemi della cosmologia", ha dichiarato il coautore Dave Clements (si apre in una nuova scheda), astrofisico dell'Imperial College di Londra.
Se l'energia oscura espansiva si annida davvero nei nuclei dei buchi neri, si risolveranno due enigmi di lunga data per la teoria generale della relatività di Einstein, che descrive come la gravità influisce sull'universo a grandi scale. In primo luogo, si spiegherebbe come l'universo non collassi a causa della grande e onnipresente forza di attrazione gravitazionale e, in secondo luogo, si eliminerebbe la necessità di singolarità (punti infinitesimali in cui le leggi della fisica si infrangono) per spiegare il funzionamento del cuore oscuro dei buchi neri.
"In realtà stiamo dicendo due cose insieme: che ci sono prove che le soluzioni tipiche dei buchi neri non funzionano su una scala temporale molto, molto lunga, e che abbiamo la prima fonte astrofisica proposta per l'energia oscura", ha dichiarato il primo autore Duncan Farrah (si apre in una nuova scheda), astronomo dell'Università delle Hawaii. Ciò significa che non è che altri non abbiano proposto fonti per l'energia oscura, ma che questo è il primo lavoro osservativo in cui non aggiungiamo nulla di nuovo all'universo come fonte di energia oscura: i buchi neri nella teoria della gravità di Einstein sono l'energia oscura".
Per confermare la loro teoria, gli astrofisici dovranno assicurarsi che nient'altro contribuisca alla misteriosa crescita dei buchi neri, effettuando osservazioni ancora più dettagliate delle loro masse nel corso del tempo e seguendo da vicino l'aumento di queste masse con l'espansione dell'universo.
