Свръхмасивни черни дупки са двигателите, които задвижват разширяването на Вселената, сочи изследване, което предлага решение на "един от най-големите проблеми в космологията".
Сравнявайки свръхмасивните черни дупки през деветте милиарда години космическа история, астрономите са открили следа, че хищните чудовища, които се крият в сърцата на повечето големи галактики, могат да бъдат източник на тъмна енергия - мистериозната сила, която съставлява 68% от познатата Вселена и предизвиква нейното ускорено разширяване. Изследователите публикуват своите открития на 2 февруари и на 15 февруари в две статии в The Astrophysical Journal и The Astrophysical Journal Letters.
"Ако теорията се потвърди, това ще доведе до революция в цялата космология, защото най-накрая имаме решение за произхода на тъмната енергия, която озадачава космолозите и физиците теоретици повече от 20 години", казва в изявление съавторът Крис Пиърсън, астрофизик от лабораторията Rutherford Appleton Laboratory (RAL) във Великобритания.
Изследователи в ЦЕРН: Тъмната материя съществува
През миналия век астрономите откриха, че Вселената се разширява с все по-бързи темпове. Това беше изненадващо, като се има предвид, че гравитацията, действайки сама по себе си, би трябвало да се очаква бавно да смачка космоса в събитие, известно като Големия срив. За да обяснят несъответствието, учените предположиха, че съществува нещо достатъчно мощно, за да противодейства на гравитацията, и да изтласква всичко във Вселената все по-далеч едно от друго. Те нарекоха това нещо тъмна енергия.
Но за да може тъмната енергия да обърне хода на космическия колапс, тя трябва да присъства в такива огромни количества, че да съставлява по-голямата част от Вселената. Досега обаче тя не е била забелязана никъде.
Сега новите изследвания изглежда са открили ключ към това как работи скритото явление. Двата екипа сравняват масите на черните дупки в центровете на две групи галактики. Едната група е млада и отдалечена, със светлина, достигнала до нас от девет милиарда години назад, докато по-близката и по-стара група се намира само на няколко милиона светлинни години. Астрономите установиха, че в цялата Вселена гигантските черни дупки са се раздули до размери от 7 до 20 пъти по-големи, отколкото някога са били - чудовищен растеж, който не може да се обясни просто с това, че черните дупки поглъщат звезди или се сблъскват и комбинират една с друга.
Революция в астрономията: Първо изображение на черна дупка в центъра на Млечния път
Вместо това изследователите предполагат, че черните дупки растат в крак с Вселената - преодолявайки силите, които смазват звездите и поглъщат светлината в ядрата им, с хипотетичен вид тъмна енергия, наречена вакуумна енергия, която ги кара да се разширяват все повече навън. И по някакъв начин те повличат със себе си цялата тъкан на космоса.
"Това е наистина изненадващ резултат. Започнахме да разглеждаме как черните дупки растат с течение на времето и може би сме намерили отговора на един от най-големите проблеми в космологията", казва в изявлението си съавторът Дейв Клемънс, астрофизик от Имперския колеж в Лондон.
Ако разширяващата се тъмна енергия наистина се крие в ядрата на черните дупки, това ще разреши две отдавнашни загадки, пред които е изправена общата теория на относителността на Айнщайн, която описва как гравитацията влияе на Вселената в големи мащаби. Първо, това би обяснило как Вселената не е в колапс поради голямата и повсеместна сила на гравитационно привличане и, второ, би премахнало необходимостта от сингулярности (безкрайно малки точки, в които законите на физиката се нарушават), за да се обясни работата на тъмните сърца на черните дупки.
"Всъщност казваме две неща наведнъж: че има доказателства, че типичните решения за черни дупки не работят в дълъг, дълъг времеви диапазон, но че и имаме първия предложен астрофизичен източник на тъмна енергия", казва първият автор Дънкан Фара, астроном от Хавайския университет. "Това е първата наблюдателна статия, в която не добавяме нищо ново към Вселената като източник на тъмна енергия: черните дупки в теорията на Айнщайн за гравитацията са тъмната енергия“.
Сравнявайки свръхмасивните черни дупки през деветте милиарда години космическа история, астрономите са открили следа, че хищните чудовища, които се крият в сърцата на повечето големи галактики, могат да бъдат източник на тъмна енергия - мистериозната сила, която съставлява 68% от познатата Вселена и предизвиква нейното ускорено разширяване. Изследователите публикуват своите открития на 2 февруари и на 15 февруари в две статии в The Astrophysical Journal и The Astrophysical Journal Letters.
"Ако теорията се потвърди, това ще доведе до революция в цялата космология, защото най-накрая имаме решение за произхода на тъмната енергия, която озадачава космолозите и физиците теоретици повече от 20 години", казва в изявление съавторът Крис Пиърсън, астрофизик от лабораторията Rutherford Appleton Laboratory (RAL) във Великобритания.
Изследователи в ЦЕРН: Тъмната материя съществува
През миналия век астрономите откриха, че Вселената се разширява с все по-бързи темпове. Това беше изненадващо, като се има предвид, че гравитацията, действайки сама по себе си, би трябвало да се очаква бавно да смачка космоса в събитие, известно като Големия срив. За да обяснят несъответствието, учените предположиха, че съществува нещо достатъчно мощно, за да противодейства на гравитацията, и да изтласква всичко във Вселената все по-далеч едно от друго. Те нарекоха това нещо тъмна енергия.
Но за да може тъмната енергия да обърне хода на космическия колапс, тя трябва да присъства в такива огромни количества, че да съставлява по-голямата част от Вселената. Досега обаче тя не е била забелязана никъде.
Сега новите изследвания изглежда са открили ключ към това как работи скритото явление. Двата екипа сравняват масите на черните дупки в центровете на две групи галактики. Едната група е млада и отдалечена, със светлина, достигнала до нас от девет милиарда години назад, докато по-близката и по-стара група се намира само на няколко милиона светлинни години. Астрономите установиха, че в цялата Вселена гигантските черни дупки са се раздули до размери от 7 до 20 пъти по-големи, отколкото някога са били - чудовищен растеж, който не може да се обясни просто с това, че черните дупки поглъщат звезди или се сблъскват и комбинират една с друга.
Революция в астрономията: Първо изображение на черна дупка в центъра на Млечния път
Вместо това изследователите предполагат, че черните дупки растат в крак с Вселената - преодолявайки силите, които смазват звездите и поглъщат светлината в ядрата им, с хипотетичен вид тъмна енергия, наречена вакуумна енергия, която ги кара да се разширяват все повече навън. И по някакъв начин те повличат със себе си цялата тъкан на космоса.
"Това е наистина изненадващ резултат. Започнахме да разглеждаме как черните дупки растат с течение на времето и може би сме намерили отговора на един от най-големите проблеми в космологията", казва в изявлението си съавторът Дейв Клемънс, астрофизик от Имперския колеж в Лондон.
Ако разширяващата се тъмна енергия наистина се крие в ядрата на черните дупки, това ще разреши две отдавнашни загадки, пред които е изправена общата теория на относителността на Айнщайн, която описва как гравитацията влияе на Вселената в големи мащаби. Първо, това би обяснило как Вселената не е в колапс поради голямата и повсеместна сила на гравитационно привличане и, второ, би премахнало необходимостта от сингулярности (безкрайно малки точки, в които законите на физиката се нарушават), за да се обясни работата на тъмните сърца на черните дупки.
"Всъщност казваме две неща наведнъж: че има доказателства, че типичните решения за черни дупки не работят в дълъг, дълъг времеви диапазон, но че и имаме първия предложен астрофизичен източник на тъмна енергия", казва първият автор Дънкан Фара, астроном от Хавайския университет. "Това е първата наблюдателна статия, в която не добавяме нищо ново към Вселената като източник на тъмна енергия: черните дупки в теорията на Айнщайн за гравитацията са тъмната енергия“.
