Výskumníci stoja na prahu revolučného objavu: Konečne máme šancu pochopiť dve najväčšie kozmické záhady
Temná energia je záhadná forma energie, ktorá poháňa expanziu vesmíru. Našli sme konečne jej zdroj?
V rámci obšírnej štúdie zahŕňajúcej kozmické objekty, ktoré vznikli za posledných 9-miliárd rokov, výskumníci z University of Hawai’i objavili prvé dôkazy fenoménu, ktorý predpokladal Einstein vo svojej teórii gravitácie. Táto predpoveď sa týka čiernych dier vo vyvíjajúcom sa vesmíre.
Einsteinova predpoveď sa týka vákuovej energie, ktorá sa má nachádzať v čiernych dierach. Einstein predpokladal, že čierne diery spolu s expanziou vesmíru zvyšujú aj svoju hmotnosť. Tento fenomén nazval kozmologické spojenie. Výskumníci sa v novej štúdii približujú k odpovedi na to, čo sa nachádza v reálne existujúcich čiernych dierach.
„V roku 2015 sme pomocou detektora gravitačných vĺn pozorovali prvé zlúčenie dvojice čiernych dier a tento objav zmenil všetko, čo sme o týchto exotických objektoch vedeli. Signál sa dokonale zhodoval s teóriami na papieri, no zároveň sme čelili veľkému problému. Ako tieto predpovede rozšíriť na milióny až miliardy rokov? Ako prepojíme náš model čiernych dier s expandujúcim vesmírom? V tej dobe sme nemali jasnú predstavu, ako to urobiť,“ tvrdí Kevin Croker, vedúci novej štúdie.
V rámci novej a mimoriadne ambicióznej práce vedci vydali až dve štúdie, ktoré sa zaoberali supermasívnymi čiernymi dierami v jadrách prastarých galaxií. Prvá štúdia vysvetľuje, že tieto čierne diery získavajú svoju hmotnosť spôsobom, ktorý nemožno vysvetliť prirodzenými procesmi. Čierna diera naberá na hmotnosti ak sa zlúči s inou čiernou dierou alebo ak aktívne pohlcuje materiál. V tomto prípade sa ale ukázalo, že čierne diery majú ešte jeden tajomný spôsob ako získať hmotnosť.
V druhej štúdii túto záhadu poodhaľujú o čosi viac. Vedci vysvetľujú, že rast čiernych dier súhlasí s teóriou kozmologického spojenia a prechovávania vákuovej energie. Vákuová energia vzniká zo stlačenej hmoty do takej miery, kedy sa ešte nerozbijú vzorce zavedené Einsteinom v teórii relativity. Inými slovami povedané, čierne diery podľa tohto modelu neobsahujú singularitu.
V matematike sa pod singularitou chápe bod s nekonečnou hustotou, ktorý ale nemá jasne dané dimenzie. V drvivej väčšine prípadov vedci vedia, že ak sa v ich rovniciach objaví singularita, buď niekde spravili chybu, alebo im chýba dôležitý poznatok, ktorý by rovnice doplnil a vysvetlil. Dokonca aj Einstein veril, že čierne diery, ktoré prirodzene z jeho práce vyplynuli, sú jasným dôkazom o tom, že jeho teórie nie sú úplné. V prípade týchto objektov sa však vedci nedokázali singularite vyhnúť, až do tejto štúdie.
Neprehliadnite
Definícia čiernych dier sa môže už čoskoro zmeniť
Po odstránení singularity z modelov čiernych dier vedci dospeli k pozoruhodnému objavu. Množstvo vákuovej energie čiernych dier, ktoré vznikli smrťou prvých hviezd vo vesmíre, súhlasí s množstvom temnej energie.
„Našou prácou sa snažíme vyjadriť de veci naraz. Dôkazy poukazujú na to, že riešenia čiernych dier nefungujú na veľmi dlhých časových osiach. Zároveň tvrdíme, že by sme mohli mať v rukách vysvetlenie toho, čo môže byť zdrojom temnej energie,“ vysvetľuje Duncan Farrah, spoluautor oboch prác.
Vedci si uvedomujú, že iné štúdie ponúkajú vysvetlenia pre zdroj temnej energie, no vo väčšine prípadov tieto práce uvažujú o nových, doteraz nepoznaných časticiach či fenoménoch. Autori novej štúdie však objavili dôkazy naznačujúce, že čierne diery tak, ako ich chápe Einsteinova teória gravitácie, sú temnou energiou.
Autori štúdie potrebujú v rukách viac dôkazov. Ak ich nájdu, ich práca kompletne zmení našu definíciu čiernych dier.
Komentáre