Teori baru menghubungkan lubang hitam supermasif dan energi gelap

Sebuah teori baru yang kontroversial menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif yang mengintai di jantung sebagian besar galaksi besar bisa menjadi sumber energi gelap, kekuatan misterius yang mendorong percepatan perluasan alam semesta.

Tautan yang disarankan - disebut sebagai "penggabungan kosmologis" - lahir dari pengamatan lubang hitam di jantung galaksi jauh yang tampaknya telah tumbuh lebih cepat daripada sekadar menambah massa atau bergabung dengan lubang hitam lain.

Menyelidiki ini lebih lanjut, tim, termasuk penulis utama Duncan Farra dari University of Hawai'i di Mānoa, menemukan bahwa kekuatan kopling berarti pertumbuhan lubang hitam cocok dengan percepatan perluasan alam semesta.

“Tidak ada kesepakatan tentang model mana untuk energi gelap yang kemungkinan besar benar, tetapi model paling sederhana untuk energi gelap adalah 'konstanta kosmologis'. Dalam model ini, seluruh alam semesta diliputi oleh densitas energi yang seragam dan konstan,” kata Farrah Dunia Fisika. “Ini tidak terdengar begitu misterius, tetapi densitas energi harus tetap konstan bahkan saat alam semesta mengembang. Tidak ada objek yang diketahui berperilaku dengan cara yang diperlukan. Karena itu, beberapa orang menganggapnya sebagai properti dari ruang hampa itu sendiri.”

Sebagian besar model lubang hitam menyatakan bahwa pada intinya terdapat singularitas, titik di mana massa dipadatkan menjadi titik yang sangat kecil dan dengan demikian menjadi sangat padat. Kopling kosmologis baru menggantikan singularitas ini dengan energi vakum, yang diusulkan sebagai sumber energi gelap.

Para peneliti merinci teori ini dalam dua makalah, yang diterbitkan di Jurnal Astrofisika dan Surat Jurnal Astrofisika, dengan keduanya memaparkan aspek berbeda dari hubungan kosmologis dan memberikan "penjelasan astrofisika tentang energi gelap" yang pertama.

Bukti untuk model energi gelap astrofisika

Dalam makalah pertama, tim melihat lubang hitam di pusat galaksi elips "merah dan mati" yang saat ini tidak aktif.

“Karena galaksi-galaksi ini diharapkan tidak berbuat banyak, lubang hitam pusatnya diperkirakan tidak tumbuh banyak seiring berjalannya waktu,” jelas Farrah. “Kami menemukan bahwa, setelah memperhitungkan semua kemungkinan saluran pertumbuhan lubang hitam yang 'normal', lubang hitam ini masih menunjukkan peningkatan massa yang besar antara sekitar tujuh miliar tahun yang lalu dan hari ini – hampir 10 kali lipat massanya. Ini mengejutkan, dan tidak mudah untuk dijelaskan.”

Dalam makalah kedua mereka, tim berusaha untuk menemukan apakah pertumbuhan massa lubang hitam yang tak terduga ini bisa jadi merupakan hasil dari perluasan alam semesta hanya melalui kopling kosmologis.

“Makalah kedua kami menunjukkan bahwa laju peningkatan massa ini konsisten dengan massa lubang hitam yang meningkat selaras dengan volume alam semesta,” kata Farrah. Artinya, jika volume alam semesta berlipat ganda, maka massa lubang hitam juga berlipat ganda.

Farrah menjelaskan bahwa jika hasilnya benar, maka jika volume alam semesta berlipat ganda, massa lubang hitam yang diberikan akan berlipat ganda, tetapi jumlah lubang hitam per satuan volume akan tetap setengahnya karena lubang hitam adalah benda tertentu. .

“Dengan menyatukan kedua hal itu, maka kerapatan massa lubang hitam akan tetap konstan seiring dengan mengembangnya alam semesta. Ini persis seperti perilaku yang diharapkan dari 'sesuatu' yang memicu percepatan ekspansi,” kata Farrah. “Karena tidak ada objek lain yang menunjukkan perilaku ini, ia berpendapat bahwa lubang hitam adalah 'sesuatu' itu. Jadi energi gelap tidak perlu menjadi properti dari ruang hampa itu sendiri, dan tidak perlu seragam. Itu bisa berada di dalam lubang hitam, dan diproduksi ketika bintang besar runtuh dalam kematian, sesuatu yang telah diprediksi sejak pertengahan tahun enam puluhan.”

Salah satu daya tarik utama dari teori penggandengan kosmologis tim ini adalah bahwa sementara beberapa model energi gelap memerlukan tambahan untuk model alam semesta kita, semua elemen yang dibutuhkan untuk model ini sudah diketahui.

“Ini menyediakan sumber energi gelap dari sesuatu yang sudah kita ketahui keberadaannya, yaitu lubang hitam. Tidak perlu jenis objek atau partikel baru apa pun, ”kata Farrah.

Kopling yang kontroversial

Teori baru belum berlalu tanpa kontroversi di kalangan fisika, dengan banyak peneliti yang belum mau menerima penggabungan kosmologis ini.

“Saya dapat menemukan hal-hal yang meresahkan,” kata ahli kosmologi Universidad ECCI Luz Ángela García Dunia Fisika. “Mengatakan bahwa pengamatan mereka menetapkan bukti bahwa lubang hitam terbuat dari energi gelap tampak seperti tembakan panjang, khususnya, karena kita tidak dapat melakukan pengukuran 'di dalam' lubang hitam.”

García juga terganggu oleh fakta bahwa dengan menghubungkan energi gelap ke lubang hitam, teori tim menghubungkan gaya ini dengan siklus hidup bintang, menggambarkannya sebagai "sangat berisiko". Ini karena ketika para ilmuwan mempertimbangkan kandungan energi-materi alam semesta, lubang hitam dan energi gelap dalam model ini telah diperhitungkan dalam proporsi "materi biasa" 5% dari kandungan energi-materi alam semesta.

Terakhir, García mencatat bahwa garis waktu alam semesta menyisakan jarak dua miliar tahun yang sulit diisi oleh teori tim.

“Puncak jumlah lubang hitam dan quasar bertepatan dengan puncak sejarah pembentukan bintang sekitar 10 miliar tahun lalu, dan setelah itu terjadi penurunan cepat jumlah objek masif ini,” jelasnya. “Di sisi lain, permulaan dominasi energi gelap terjadi kurang lebih delapan miliar tahun yang lalu.”

Generasi baru mengambil konstanta kosmologis

Jadi, jika lubang hitam adalah sumber energi gelap, García bertanya, mengapa energi gelap membutuhkan waktu dua miliar tahun untuk mendominasi bentuk materi dan energi lain?

“Meskipun kita tidak dapat mengesampingkan gagasan itu sepenuhnya, menurut saya sangat tidak mungkin lubang hitam adalah sumber energi gelap,” simpulnya.

Farrah sendiri setuju bahwa misteri energi gelap masih jauh dari terpecahkan, mengakui bahwa sementara kedua makalah tersebut memberikan bukti sumber astrofisika untuk energi gelap, argumen mereka membutuhkan lebih banyak penelitian.

“Energi gelap tetap merupakan fenomena yang sangat misterius,” Farrah menyimpulkan. "Saya akan mengatakan makalah kami meningkatkan kemungkinan lubang hitam sebagai sumber energi gelap dan memberikan 'hipotesis menarik', tetapi saat ini, tidak lebih dari itu."

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/new-theory-links-supermassive-black-holes-and-dark-energy/