Grupa 17 naukowców z 9 krajów, na łamach pism „The Astrophysical Journal” oraz „The Astrophysical Journal Letters” ogłosiła wnioski, które mają odmienić spojrzenie na ewolucję kosmosu oraz na czarne dziury (https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acb704)

„Jeśli nasza teoria się utrzyma, zrewolucjonizuje całą kosmologię. To dlatego, że w końcu będziemy mieli rozwiązanie problemu źródła ciemnej energii, który wprawiał w zakłopotanie kosmologów i fizyków teoretycznych od ponad 20 lat” – podkreśla dr Chris Pearson z brytyjskiego Science and Technology Facilities Council.

„To naprawdę zaskakujący wynik. Zaczęliśmy od przyglądania się wzrostowi czarnych dziur w czasie i – być może – znaleźliśmy odpowiedź na jedno z najważniejszych pytań kosmologii” – dodaje dr Dave Clements z Imperial College London.

Zdaniem badaczy, to czarne dziury stanowią źródło ciemnej energii, a jak się uważa, to ona napędza ekspansje wszechświata. W latach 90. – wyjaśniają badacze – odkryto, że rozszerzanie się wszechświata przyspiesza. Było to trudne do wyjaśnienia, ponieważ grawitacja powinna powodować spowalnianie ekspansji.

Wprowadzono więc pojęcie ciemnej energii, która ma działać przeciwnie do grawitacji i ją przezwyciężać. Przypomina to trochę pojęcie stałej kosmologicznej, która według Einsteina miała chronić wszechświat przed zapadnięciem się. Ciemna energia ma być własnością samej przestrzeni, mając związek z tzw. energią próżni.

Nowe obserwacje gigantycznych, supermasywnych czarnych dziur zajmujących centra galaktyk wskazują właśnie, że obiekty te zwiększają swoją masę w sposób wskazujący na gromadzenie energii próżni. Badacze obserwowali galaktyki eliptyczne, które powstały na początku historii wszechświata, a potem wygasły. Nie formują się w nich już nowe gwiazdy, a czarne dziury nie mają wiele materii do pochłaniania.Dalszego wzrostu tych czarny dziur nie można więc wytłumaczyć zwykłym gromadzeniem masy pochodzącej z otaczających je obiektów.

Także porównanie obserwacji tych starych galaktyk oraz ich młodych odpowiedników pokazało, że czarne dziury rosną znacznie szybciej, niż wskazywałoby opadanie na nie zwykłej masy. Dzisiejsze czarne dziury są 7-20 razy większe niż przed 9 mln lat – donoszą badacze.

Co więcej, obserwacje czarnych dziur istniejących w różnych okresach rozwoju wszechświata wskazują na silną korelację między ich wielkością i rozmiarami wszechświata. To wskazuje, że ilość ciemnej energii w kosmosie ma związek z ilością energii próżni zgromadzonej w czarnych dziurach.

„Tak naprawdę stwierdzamy jednocześnie dwie rzeczy: istnieją dowody na to, że typowe postrzeganie czarnych dziur, w dłuższej perspektywie nie działa, a po drugie proponujemy pierwsze astrofizyczne źródło ciemnej energii” – mówi dr Duncan Farrah z University of Hawai.

„Nie znaczy to, że inni nie proponowali różnych źródeł ciemnej energii, ale to pierwsze oparte na obserwacjach badanie, w którym nie dodaje się niczego nowego do wszechświata jako tego źródła. Czarne dziury w połączeniu z teorią grawitacji Einsteina tłumaczą istnienie ciemnej energii” – dodaje ekspert.

Marek Matacz
Nauka w Polsce – PAP