A fost găsită în sfârșit „lipsa” de 70% din univers? Oamenii de știință găsesc primele dovezi ale sursei misterioase de energii întunecate

• Un studiu sugerează că găurile negre ar putea fi sursa energiei întunecate care determină expansiunea accelerată a universului.
• Oamenii de știință găsesc primele dovezi că găurile negre sunt sursa misterioasei energii întunecate.
• Teoria relativității generale este corectă deoarece găurile negre conțin de fapt energie întunecată, adică energia din spațiu pe care Einstein a prezis-o inițial.

Aceasta constituie cea mai mare parte a universului, însă nu se știe aproape nimic despre așa-numita energie întunecată care ne învăluie. Acest „ceva” neobișnuit – unul dintre marile mistere ale cosmologiei – este considerat a fi o forță necunoscută care împinge lucrurile în afară mai puternic decât gravitația și care determină accelerarea expansiunii universului.

Acum, oamenii de știință de la Imperial College London cred că ar putea avea în sfârșit o explicație pentru sursa de energie necunoscută – găurile negre. Dr. Chris Pearson, co-autor al studiului, a declarat: „Dacă teoria se confirmă, atunci acest lucru va revoluționa întreaga cosmologie. În sfârșit, avem o soluție pentru originea energiei întunecate, care i-a lăsat nedumeriți pe cosmologi și pe fizicienii teoreticieni timp de peste 20 de ani”.

Astronomii au crezut dintotdeauna că energia întunecată ar putea revoluționa fizica așa cum o cunoaștem, deoarece descoperirea sa în urmă cu 20 de ani amenința să dea peste cap cercetările lui Albert Einstein. Totuși, legendarul fizician poate sta liniștit deocamdată, deoarece echipa de cercetători internaționali a găsit primele dovezi că energia întunecată se potrivește cu adevărat cu teoria sa a relativității.

Principala piatră de poticnire a științei lui Einstein – găurile negre și modul în care gravitația lor extrem de puternică ar putea fi combătută de o forță secretă care extinde universul – a fost respinsă de experții de la Universitatea din Hawaii și Imperial. Ei spun că teoria relativității generale este corectă deoarece găurile negre conțin de fapt energie întunecată, adică energia din spațiu pe care Einstein a prezis-o inițial.

Aceasta înseamnă, de asemenea, că nu trebuie adăugat nimic „nou” sau nedescoperit la imaginea noastră despre univers pentru a ține cont de cele 68% „lipsă” pe care le reprezintă energia întunecată. Nu numai atât, dar a fost pusă sub semnul întrebării și ideea că găurile negre au o „singularitate” în centrul lor, de unde nimic – nici măcar lumina – nu poate scăpa. Noua teorie oferă o modalitate de a „ocoli” această problemă matematică, spun cercetătorii, făcând ca ideea de singularitate să „dispară”.

În esență, teoria Big Bang privind crearea universului nostru a prezis inițial că expansiunea acestuia va încetini – sau chiar va începe să se contracte – din cauza atracției gravitaționale. Dar în 1998, astronomii au fost surprinși să constate că nu numai că universul continua să se extindă, ci și că această expansiune se accelera. Pentru a explica această descoperire, s-a propus ca o „energie întunecată” să fie responsabilă pentru împingerea lucrurilor mai puternic decât gravitația.

Acest lucru a fost legat de un concept propus de Einstein, dar care ulterior a fost abandonat – o „constantă cosmologică” care se opunea gravitației și împiedica colapsul universului. Găurile negre au ridicat însă o problemă – gravitația lor extrem de puternică este greu de combătut, în special în centrul lor, unde totul pare să se destrame într-un fenomen numit „singularitate”.

Pentru a aprofunda această problemă, o echipă de 17 cercetători din nouă țări a studiat nouă miliarde de ani de evoluție a găurilor negre. Aceștia au observat galaxii vechi și latente și au descoperit că găurile negre capătă masă într-un mod compatibil cu faptul că acestea conțin energie din vid, sau energie întunecată. De fapt, dimensiunea universului în diferite momente din timp se potrivea foarte bine cu masa găurilor negre supermasive din inima galaxiilor.

Cu alte cuvinte, cantitatea de energie întunecată din univers poate fi explicată prin energia vidului din găurile negre – ceea ce înseamnă că găurile negre sunt sursa energiei întunecate. Atât de mare este entuziasmul și semnificația descoperirii, încât oamenii de știință responsabili de noua cercetare au declarat că „este posibil să fi găsit răspunsul la una dintre cele mai mari probleme din cosmologie”.

Co-autorul studiului, Dr. Dave Clements, de la Departamentul de Fizică de la Imperial, a declarat: „Acesta este un rezultat cu adevărat surprinzător. Am început prin a analiza modul în care găurile negre cresc în timp și s-ar putea să fi găsit răspunsul la una dintre cele mai mari probleme din cosmologie”. Cercetarea este prima dovadă observațională că găurile negre conțin de fapt energie din vid și sunt „cuplate” la expansiunea universului, crescând în masă odată cu expansiunea universului – un fenomen numit „cuplaj cosmologic”.

Găurile negre se formează atunci când stelele masive ajung la sfârșitul vieții lor și sunt cunoscute sub numele de găuri supermasive atunci când se găsesc în centrul galaxiilor. Acestea conțin în interiorul lor milioane sau miliarde de ori masa soarelui nostru într-un spațiu relativ mic, creând o gravitație extrem de puternică.

Găurile negre își pot mări dimensiunea prin adăugarea de materie, de exemplu prin înghițirea stelelor care se apropie prea mult, sau prin fuziunea cu alte găuri negre. Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit că această creștere a masei a fost „semnificativ mai mare” decât cea care ar putea fi explicată doar prin procese astrofizice, cum ar fi fuziunea, ceea ce i-a condus la teoria conform căreia găurile negre conțin energie întunecată și sunt legate de expansiunea universului.

Dacă observațiile ulterioare o confirmă, cuplarea cosmologică va redefini înțelegerea noastră despre ce este o gaură neagră, au adăugat astronomii. Autorul studiului, Duncan Farrah, de la Universitatea din Hawaii, a declarat: „Spunem de fapt două lucruri deodată: că există dovezi că soluțiile tipice pentru găurile negre nu funcționează pe o scară de timp foarte, foarte lungă și că avem prima sursă astrofizică propusă pentru energia întunecată. Ceea ce înseamnă, totuși, nu este că alți oameni nu au propus surse pentru energia întunecată, dar aceasta este prima lucrare observațională în care nu adăugăm nimic nou în univers ca sursă pentru energia întunecată: găurile negre din teoria gravitației lui Einstein sunt energia întunecată.”