Supermasivne črne luknje bi lahko bile gonilo širjenja vesolja, kaže raziskava, ki predlaga rešitev "enega največjih problemov v kozmologiji".
S primerjavo supermasivnih črnih lukenj skozi devet milijard let kozmične zgodovine so astronomi odkrili namig, da so te požrešne behemote, ki se skrivajo v srcih večine velikih galaksij, morda vir temne energije — skrivnostne sile, ki predstavlja 68 % znanega vesolja (odpre se v novem zavihku) in povzroča njegovo pospešeno širjenje. Raziskovalci so svoje ugotovitve objavili 2. in 15. februarja v dveh člankih v revijah The Astrophysical Journal (odpre se v novem zavihku) in The Astrophysical Journal Letters (odpre se v novem zavihku) .
"Če teorija drži, bo to pomenilo revolucijo v celotni kozmologiji, saj smo končno dobili rešitev za izvor temne energije, ki je kozmologe in teoretične fizike begala že več kot 20 let," je v izjavi (odpre se v novem zavihku) povedal soavtor raziskave Chris Pearson (odpre se v novem zavihku) , astrofizik v Rutherford Appleton Laboratory (RAL) v Združenem kraljestvu.
Razkritje temne energije
V zadnjem stoletju so astronomi odkrili, da se vesolje širi vse hitreje. To je bilo presenetljivo, saj bi morala gravitacija sama po sebi počasi skrčiti vesolje v dogodek, znan kot veliki pok. Da bi pojasnili to neskladje, so znanstveniki predlagali, da mora obstajati nekaj, kar je dovolj močno, da deluje proti gravitaciji, in da vse v vesolju potiska vse bolj narazen. To so poimenovali temna energija.
Da bi temna energija lahko obrnila kozmični kolaps, bi morala biti prisotna v tako velikih količinah, da bi predstavljala veliko večino vesolja. Vendar je do zdaj nismo nikjer opazili.
V novih študijah so odkrili ključ do tega, kako ta skrit pojav deluje. Obe ekipi sta primerjali mase črnih lukenj v središčih dveh skupin galaksij. Ena skupina je bila mlada in oddaljena, s svetlobo, ki je do nas prispela pred devetimi milijardami let, medtem ko je bila bližja in starejša skupina oddaljena le nekaj milijonov svetlobnih let. Astronomi so ugotovili, da so se v celotnem vesolju orjaške črne luknje napihnile in postale sedem- do dvajsetkrat večje, kot so bile nekoč; to je pošastna rast, ki je ni mogoče pojasniti preprosto s tem, da črne luknje požirajo zvezde ali trkajo in se združujejo druga z drugo.
Namesto tega raziskovalci predlagajo, da črne luknje rastejo v korak z vesoljem — premagujejo sile, ki uničujejo zvezde in lovijo svetlobo v njihovih jedrih, s hipotetično vrsto temne energije, imenovano vakuumska energija, zaradi katere se vedno bolj širijo navzven. In nekako s seboj vlečejo celotno tkivo vesolja.
"To je res presenetljiv rezultat. Začeli smo preučevati, kako črne luknje rastejo skozi čas, in morda smo našli odgovor na enega največjih problemov v kozmologiji," je v izjavi povedal soavtor Dave Clements (odpre se v novem zavihku) , astrofizik na Imperial College London.
Če se v jedrih črnih lukenj res skriva ekspanzivna temna energija, bo to rešilo dve dolgoletni uganki, s katerima se sooča Einsteinova splošna teorija relativnosti, ki opisuje, kako gravitacija vpliva na vesolje na velikih ravneh. Prvič, to bi pojasnilo, zakaj se vesolje ne sesuje zaradi velike in vseprisotne sile gravitacijske privlačnosti, in drugič, to bi odpravilo potrebo po singularitetah (neskončno majhnih točkah, kjer se zakoni fizike porušijo), da bi pojasnili delovanje temnih src črnih lukenj.
"Pravzaprav pravimo dve stvari hkrati: da obstajajo dokazi, da tipične rešitve za črne luknje ne delujejo za vas na dolgi, dolgi časovni skali, in da imamo prvi predlagani astrofizikalni vir temne energije," je v izjavi povedal prvi avtor Duncan Farrah (odpre se v novem zavihku) , astronom na Univerzi na Havajih. "To pa ne pomeni, da drugi ljudje niso predlagali virov temne energije, ampak da je to prvi opazovalni članek, v katerem kot vir temne energije v vesolje ne dodajamo ničesar novega: črne luknje v Einsteinovi teoriji gravitacije so temna energija.
Da bi potrdili svojo teorijo, bodo morali astrofiziki zagotoviti, da k skrivnostni rasti črnih lukenj ne prispeva nič drugega, in sicer s še podrobnejšimi opazovanji njihovih mas skozi čas, hkrati pa natančno spremljati naraščanje teh mas s širjenjem vesolja.
