Czarne dziury źródłem ciemnej energii

Obserwacje zajmujących centra galaktyk supermasywnych czarnych dziur wskazują, że to one zasilają wszechświat w ciemną energię i napędzają jego ekspansję. Jeśli wynik ten się potwierdzi, może to oznaczać rewolucję w kosmologii.

Czarne dziury

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.

„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.

Źródło ciemnej energii

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.

Czarne dziury i rozmiar wszechświata

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.

Kosmos

Zastępca dyrektora ds. rozwoju technologii i profesor w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, Piotr ORLEAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze”, uważa że: „Początkowo kosmiczne wyprawy może nie będą dostępne dla wszystkich, ale dla bardzo bogatych. Jest to znów jeden z elementów programu kosmicznego. Możemy to porównać do średniowiecza i wyprawy Kolumba. Kolumb płynął w bardzo konkretnym celu, chciał znaleźć drogę do Indii. Cel wyprawy był ekonomiczny. Następne wyprawy hiszpańskie czy portugalskie to była chęć pozyskania nowych ziem dla królestwa. To może dziś spotkać kosmos, jednak nie powinno przybrać formy podboju, lecz bardziej badania. Analogią jest tu Antarktyda, podlegająca kontroli międzynarodowej. Tak samo powinno być w przypadku kosmosu”.

„Przyszłością jest eksploracja mniejszych obiektów, która będzie uzasadniona ekonomicznie. Teraz to ewenement – ktoś wydał pieniądze, by polecieć w kosmos, i kilka chwil spędził daleko od Ziemi, oglądając nieskończoną przestrzeń. Takie misje mogą być w przyszłości dużo tańsze. Lata temu wystrzelenie kilograma na orbitę kosztowało kilkadziesiąt tysięcy dolarów. Niedawno policzono, że dziś koszt wyniesienia satelity na orbitę sięga około 3 tysięcy dolarów za jej kilogram. Niektóre uniwersytety są w stanie zbudować swojego satelitę i zapłacić za wyniesienie go na orbitę. Wraz ze spadkiem kosztów misje turystyczne zaczną mieć sens. Po Kolumbie nastąpiły różnego rodzaju ekspedycje, a teraz statki wycieczkowe pływają z ludźmi chcącymi zwiedzić dalsze kraje. Tak prawdopodobnie będzie również z kosmosem” – pisze prof. Piotr ORLEAŃSKI w tekście „Kosmos coraz bliżej, także z Polakami„.