ciemna energia

Ciemna energia może znajdować się w czarnych dziurach

Astronomowie wskazują, że niezwykle tajemnicza ciemna energia może znajdować się w czarnych dziurach. Może to wpływać na ich wzrost razem z rozszerzającym się Wszechświatem, jak i przyspieszać sam ten proces.

Prawie 14 miliardów lat temu, na samym początku Wielkiego Wybuchu, tajemnicza energia napędzała wykładniczą ekspansję młodego Wszechświata i wytworzyła całą znaną materię, zgodnie z dominującą teorią – wszechświata inflacyjnego.

Ta starożytna energia dzieliła kluczowe cechy obecnej ciemnej energii Wszechświata, która jest największą tajemnicą naszych czasów według co najmniej jednego obiektywnego standardu: Stanowi ona większość – około 70 proc. – kosmosu, ale naukowcy nie wiedzą dokładnie, czym ona jest.

„Jeśli zadamy sobie pytanie – gdzie w późniejszym Wszechświecie widzimy grawitację tak silną, jak na jego początku? Odpowiedź brzmiałaby w centrum czarnych dziur. Możliwe, że to, co wydarzyło się podczas inflacji, przebiega w odwrotnej kolejności, materia masywnej gwiazdy ponownie staje się ciemną energią podczas grawitacyjnego kolapsu – jak mały Wielki Wybuch rozegrany w odwrotnej kolejności” – mówi Gregory Tarlé z University of Michigan.

W nowym badaniu opublikowanym w Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, naukowcy z University of Michigan, dzięki najnowszym danym z Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) wskazują, że ciemna energia może być obecna w czarnych dziurach. DESI składa się z 5 tysięcy zrobotyzowanych oczu zamontowanych na teleskopie Mayall w Kitt Peak National Observatory.

„Jeśli czarne dziury zawierają ciemną energię, mogą łączyć się i rosnąć wraz z rozszerzającym się Wszechświatem, powodując przyspieszenie jego wzrostu. Nie znamy szczegółów tego, jak to się dzieje, ale widzimy dowody na to, że tak jest” – twierdzi Kevin Croker z Arizona State University.

Fot. NASA, ESA, CSA, Maria Polletta (INAF), Hervé Dole (Paris), Brenda Frye (UofA), Jordan C. J. D’Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU)

Dane z pierwszego roku planowanego pięcioletniego badania DESI pokazują dowody na to, że gęstość ciemnej energii wzrosła w czasie. Naukowcy twierdzą, że stanowi to istotną wskazówkę potwierdzającą koncepcję tego, czym jest ciemna energia, ponieważ obserwacje te zgadzają się z tym, jak zmieniły się czarne dziury

Aby znaleźć dowody na istnienie ciemnej energii pochodzącej z czarnych dziur, astronomowie wykorzystali dziesiątki milionów odległych galaktyk zmierzonych przez DESI. Instrument ten spogląda miliardy lat w przeszłość i gromadzi dane, które badacze mogą wykorzystać do określenia tempa ekspansji Wszechświata z niezwykłą precyzją. Z kolei informacje te mogą zostać wykorzystane do wnioskowania o tym, jak ilość ciemnej energii zmienia się w czasie. Naukowcy porównali te dane z liczbą czarnych dziur powstałych w wyniku śmierci dużych gwiazd w całej historii wszechświata.

„Oba zjawiska były ze sobą spójne – kiedy nowe czarne dziury powstały w wyniku śmierci masywnych gwiazd, ilość ciemnej energii we Wszechświecie przewidziany sposób. To zwiększa prawdopodobieństwo, że ciemna energia może występować w czarnych dzirach” – zaznacza Duncan Farrah z University of Hawai’i.

Badania te uzupełniają rosnącą literaturę badającą możliwość sprzężenia kosmologicznego, czyli założenia, że czarne dziury mogą rosnąć wraz z rozszerzaniem się Wszechświata. Jednak Kluczową różnicą w nowej analizy jest to, że większość odpowiednich czarnych dziur jest młodsza niż te badane wcześniej. Obiekty te narodziły się w czasie, gdy formowanie się gwiazd już trwało, a nie dopiero się zaczynało.

„Dzieje się to znacznie później we Wszechświecie i opiera się na ostatnich pomiarach produkcji i wzrostu czarnych dziur obserwowanych za pomocą teleskopów kosmicznych Hubble’a i Webba” – podkreśla Rogier Windhorst z Arizona State University.

„Kolejnym pytaniem jest to, gdzie znajdują się te czarne dziury i jak przemieszczały się w ciągu ostatnich 8 miliardów lat. Naukowcy pracują obecnie nad wykazaniem tego” – zaznacza Croker.

Zdaniem naukowców, potrzebne są jednak dalsze badania i obserwacje, które umożliwi DESI. Instrument ma za zadanie pomóc w odkryciu tajemnic ciemnej energii.

„Zasadniczo to, czy czarne dziury zawierają ciemną energię połączoną ze Wszechświatem, który zamieszkują, nie jest już tylko kwestią teoretyczną. Teraz jest to kwestia eksperymentalna” – podsumowuje Tarlé.

Emil Gołoś

SUBSKRYBUJ „GAZETĘ NA NIEDZIELĘ” Oferta ograniczona: subskrypcja bezpłatna do 30.04.2025.

Strona wykorzystuje pliki cookie w celach użytkowych oraz do monitorowania ruchu. Przeczytaj regulamin serwisu.

Zgadzam się