Nova teorija povezuje supermasivne črne luknje in temno energijo

Kontroverzna nova teorija nakazuje, da bi lahko bile supermasivne črne luknje, ki se skrivajo v srcu večine velikih galaksij, vir temne energije, skrivnostne sile, ki poganja pospešeno širjenje vesolja.

Predlagana povezava – imenovana »kozmološka povezava« – se je rodila iz opazovanj črnih lukenj v osrčju oddaljenih galaksij, za katere se zdi, da so rasle hitreje, kot bi dovoljevalo preprosto pridobivanje mase ali spajanje z drugimi črnimi luknjami.

Ekipa, vključno z glavnim avtorjem, to dodatno preiskuje Duncan Farrah Iz Univerza na Havajih v Mānoi, je odkril, da moč sklopitve pomeni, da se rast črnih lukenj ujema s pospešenim širjenjem vesolja.

»Ni dogovora o tem, kateri model za temno energijo je najverjetneje pravilen, vendar je najpreprostejši model za temno energijo 'kozmološka konstanta'. V tem modelu je celotno vesolje prežeto z enotno in konstantno gostoto energije,« pravi Farrah. Svet fizike. »To se ne sliši tako skrivnostno, vendar mora gostota energije ostati konstantna, tudi ko se vesolje širi. Ni znanega predmeta, ki bi se obnašal na zahtevan način. Zaradi tega nekateri mislijo, da je to lastnost samega vakuuma.«

Večina modelov črnih lukenj nakazuje, da je v njihovem srcu singularnost, točka, v kateri je masa stisnjena v neskončno majhno točko in tako postane neskončno gosta. Nova kozmološka povezava nadomešča to singularnost z vakuumsko energijo, predlagano kot vir temne energije.

Raziskovalci podrobno opisujejo teorijo v dveh člankih, objavljenih v Astrofizični dnevnik in The Astrophysical Journal Letters, pri čemer oba razlagata različne vidike kozmološke povezave in zagotavljata prvo »astrofizikalno razlago temne energije«.

Dokazi za astrofizični model temne energije

V prvem članku je ekipa preučevala črne luknje v središčih "rdečih in mrtvih" eliptičnih galaksij, ki so trenutno neaktivne.

"Ker se od teh galaksij ne pričakuje veliko, se ne pričakuje, da bodo njihove osrednje črne luknje sčasoma veliko rasle," pojasnjuje Farrah. »Ugotovili smo, da po upoštevanju vseh možnih 'normalnih' kanalov rasti črnih lukenj te črne luknje še vedno kažejo veliko povečanje mase med približno sedmimi milijardami let nazaj in danes – skoraj faktor 10 v masi. To je presenetljivo in ni tako enostavno razložiti."

V svojem drugem dokumentu je ekipa poskušala odkriti, ali je ta nepričakovana rast mase črne luknje lahko posledica širjenja vesolja samo s kozmološkim spajanjem.

"Naš drugi članek kaže, da je ta stopnja povečanja mase skladna z maso črnih lukenj, ki se povečuje sočasno z volumnom vesolja," pravi Farrah. "To pomeni, da če se prostornina vesolja podvoji, se podvoji tudi masa črnih lukenj."

Farrah pojasnjuje, da če je rezultat pravilen, potem če se prostornina vesolja podvoji, se bo masa dane črne luknje podvojila, vendar se bo število črnih lukenj na enoto prostornine še vedno prepolovilo zaradi dejstva, da so črne luknje specifični objekti. .

»Če združimo ti dve stvari, potem bo masna gostota črnih lukenj ostala konstantna, ko se vesolje širi. To je točno vedenje, ki se pričakuje od 'nečesa', kar povzroči pospešeno širitev,« pravi Farrah. »Ker noben drug predmet ne kaže takšnega vedenja, trdi, da so črne luknje tisto 'nekaj'. Ni nujno, da je temna energija lastnost samega vakuuma in ni nujno, da je enotna. Lahko prebiva v črnih luknjah in nastane, ko velike zvezde propadejo v smrti, kar je bilo napovedano že od sredine šestdesetih.«

Ena od ključnih privlačnosti teorije kozmološkega spajanja ekipe je, da medtem ko nekateri modeli temne energije zahtevajo dodatke k našim modelom vesolja, so vsi elementi, potrebni za ta model, že znani.

»Zagotavlja vir temne energije iz nečesa, kar že vemo, da obstaja, namreč črnih lukenj. Ni potrebe po nobeni novi vrsti predmeta ali novih delcih,« pravi Farrah.

Kontroverzna zveza

Nova teorija ni minila brez polemik v fizikalnih krogih, saj mnogi raziskovalci še niso pripravljeni sprejeti te kozmološke povezave.

"Lahko opazim stvari, ki so zaskrbljujoče," pravi kozmologinja Universidad ECCI Luz Ángela García Svet fizike. "Reči, da njihova opazovanja dokazujejo, da so črne luknje narejene iz temne energije, se zdijo dolga pot, zlasti zato, ker ne moremo izvajati meritev 'znotraj' črne luknje."

García je tudi zaskrbljen zaradi dejstva, da s tem, ko povezuje temno energijo s črnimi luknjami, teorija ekipe povezuje to silo z življenjskim ciklom zvezd in jo opisuje kot "zelo tvegano". To je zato, ker ko znanstveniki upoštevajo vsebnost energije in snovi v vesolju, so črne luknje in s tem temna energija v tem modelu že upoštevane v 5-odstotnem deležu »navadne snovi« v vsebnosti energije in snovi v vesolju.

Nazadnje García ugotavlja, da časovni trak vesolja pušča vrzel dveh milijard let, ki jo teorija ekipe težko zapolni.

»Vrhunec števila črnih lukenj in kvazarjev sovpada z vrhuncem zgodovine nastajanja zvezd pred približno 10 milijardami let, nato pa sledi hiter upad števila teh ogromnih objektov,« pojasnjuje. "Po drugi strani pa se zagon prevlade temne energije zgodi pred več ali manj osmimi milijardami let."

Nova generacija prevzema kozmološko konstanto

Če so torej črne luknje vir temne energije, se sprašuje García, zakaj temna energija potrebuje dve milijardi let, da prevlada nad drugimi oblikami materije in energije?

»Čeprav te ideje ne moremo popolnoma izključiti, se mi zdi zelo malo verjetno, da so črne luknje vir temne energije,« zaključuje.

Sam Farrah se strinja, da skrivnost temne energije še zdaleč ni razrešena, in priznava, da medtem ko oba dokumenta zagotavljata dokaze o astrofizičnem viru temne energije, je treba njun argument veliko bolj natančno preučiti.

"Temna energija ostaja globoko skrivnosten pojav," zaključuje Farrah. "Rekel bi, da naši dokumenti poudarjajo možnost črnih lukenj kot vira temne energije in zagotavljajo" zanimivo hipotezo ", vendar trenutno ne več kot to."

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/new-theory-links-supermassive-black-holes-and-dark-energy/