Wielka zagadka rozwiązana? Czarne dziury produkują ciemną energię
Wszechświat stale się rozszerza i naukowcy nie wiedzą dlaczego. Odpowiada za to tajemnicza ciemna energia. Nowe badania wskazują na zaskakujące źródło tej siły.
Wszechświat puchnie. Rozszerza się coraz szybciej, a nikt nie jest pewien, co za tym stoi. Naukowcy nazywają tę tajemniczą siłę "ciemną energią". Stanowi ona aż 70% wszystkiego, co istnieje. Do tej pory myśleliśmy, że jest stała. Jakby wpisana w kosmos od zawsze.
Najnowsze badanie opublikowane w "Physical Review Letters" wywraca ten pogląd do góry nogami. Ciemna energia wcale nie musi być stała. Co więcej, jej źródłem mogą być... czarne dziury. Badacze sugerują, że gdy gwiazdy umierają i zapadają się, tworząc czarne dziury, przekształcają materię w ciemną energię.
Kosmiczne oko patrzy na galaktyki
Skąd ten pomysł? Naukowcy użyli potężnego instrumentu DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument, Spektroskopowy Instrument do Badania Ciemnej Energii). To prawdziwy kosmiczny kartograf. Ma 5000 robotycznych "oczu", które skanują niebo i tworzą najbardziej szczegółową mapę 3D wszechświata. DESI mierzy światło z milionów galaktyk.
Gdy badacze porównali dane z DESI ze starym modelem (stałą ciemną energią), coś się nie zgadzało. Wszechświat ewoluował inaczej, niż przewidywała teoria. Dlatego zaproponowali nowy model, w którym główną rolę grają czarne dziury.
Według tej teorii, czarne dziury są "kosmologicznie sprzężone" z wszechświatem. Oznacza to, że gdy kosmos się rozszerza, wnętrze czarnych dziur również reaguje. Uwalniają one część swojej gigantycznej energii w postaci ciemnej energii. Im więcej gwiazd umiera i tworzy czarne dziury, tym więcej ciemnej energii pojawia się w kosmosie. To idealnie pasuje do obserwacji DESI.
Ratunek dla fizyki
Ten pomysł ma jeszcze jedną, wielką zaletę. Rozwiązuje inny dziwaczny problem współczesnej fizyki. Chodzi o neutrina – superl lekkie, niemal niewidzialne cząstki. Wiemy, że mają one masę, choć bardzo małą.
Problem w tym, że stary model stałej ciemnej energii, połączony z danymi DESI, dawał absurdalny wynik. Wskazywał, że neutrina muszą mieć... masę ujemną. To fizycznie niemożliwe. To tak, jakby coś ważyło "minus 5 kilogramów".
Nowy model wszystko naprawia. Jeśli ciemna energia rośnie (bo tworzą ją czarne dziury), to ogólna ilość materii we wszechświecie powoli spada. Ta drobna korekta w równaniach sprawia, że neutrina mogą mieć swoją normalną, dodatnią masę. Wszystko znów ma sens. Wygląda na to, że czarne dziury, ciemna energia i najmniejsze cząstki są ze sobą nierozerwalnie połączone.
