O nouă teorie despre originile energiei întunecate. Aceasta „accelerează expansiunea universului”

• Un studiu susține că energia întunecată ar putea proveni de fapt de la găurile negre supermasive din centrul galaxiilor.
• Unii teoreticieni de top sunt profund sceptici în privința acestei idei.
• Dacă acest lucru este adevărat, ar fi o descoperire uriașă în ceea ce știm despre astrofizică.

La începutul acestei săptămâni, un studiu a ajuns pe prima pagină a ziarelor, susținând că misterioasa „energie întunecată” despre care cosmologii cred că accelerează expansiunea universului ar putea proveni de la găurile negre supermasive din inima galaxiilor. Dacă este adevărată, legătura ar lega două dintre cele mai halucinante concepte din fizică – găurile negre și energia întunecată – și ar sugera că sursa celei din urmă a fost sub nasul teoreticienilor timp de decenii. Cu toate acestea, unii teoreticieni de top sunt profund sceptici în privința acestei idei, potrivit revistei Sience.

„Ceea ce propun ei nu are niciun sens pentru mine” , spune Robert Wald, un fizician teoretician de la Universitatea din Chicago, specializat în teoria generală a relativității a lui Albert Einstein, înțelegerea standard a gravitației. Alți teoreticieni au fost mai receptivi la afirmație – chiar dacă se va dovedi în cele din urmă greșită. „Personal, sunt entuziasmat de ea” , spune astrofizicianul Niayesh Afshordi de la Institutul Perimeter pentru Fizică Teoretică.

La prima vedere, găurile negre și energia întunecată par să nu aibă nimic de-a face una cu cealaltă. Conform relativității generale, o gaură neagră este un câmp gravitațional pur atât de puternic încât propria sa energie îi susține existența. Se crede că astfel de bestii ciudate apar atunci când stelele masive se prăbușesc până la un punct infinitezimal, lăsând în urmă doar câmpurile lor gravitaționale. Se crede că găurile negre supermasive cu o masă de milioane sau miliarde de ori mai mare decât cea a Soarelui nostru se ascund în inima galaxiilor.

În schimb, energia întunecată este un fenomen misterios care întinde literalmente spațiul și care accelerează expansiunea universului. Teoreticienii cred că energia întunecată ar putea reprezenta un nou tip de câmp în spațiu, asemănător unui câmp electric, sau ar putea fi o proprietate fundamentală a spațiului gol în sine.

Deci, cum ar putea fi legate cele două? Mecanica cuantică sugerează că vidul spațiului gol ar trebui să conțină un tip de energie cunoscut sub numele de energie a vidului. Se crede că aceasta ar fi răspândită în tot universul și că ar exercita o forță care se opune gravitației, ceea ce o face un candidat de primă mână pentru identitatea de energie întunecată. În 1966, fizicianul sovietic Erast Gliner a demonstrat că ecuațiile lui Einstein ar putea produce, de asemenea, obiecte care, pentru observatorii externi, arată și se comportă exact ca o gaură neagră – dar care sunt, de fapt, bile uriașe de energie din vid.

Dacă astfel de obiecte ar exista, ar însemna că, în loc să fie răspândită uniform în tot spațiul, energia întunecată este, de fapt, limitată la anumite locații: interiorul găurilor negre. Chiar și legată în aceste noduri particulare, energia întunecată și-ar exercita în continuare efectul de întindere a spațiului asupra universului.

O consecință a acestei idei – că găurile negre supermasive sunt sursa energiei întunecate – este că acestea ar fi legate de întinderea constantă a spațiului, iar masa lor ar trebui să se schimbe pe măsură ce universul se extinde, spune astrofizicianul Duncan Farrah de la Universitatea din Hawaii, Manoa. „Dacă volumul universului se dublează, la fel se întâmplă și cu masa găurii negre”, adaugă el.

Pentru a testa această posibilitate, Farrah și colegii săi au studiat galaxiile eliptice, care conțin în centrul lor găuri negre cu o masă de milioane sau miliarde de ori mai mare decât cea a Soarelui. Ei s-au concentrat asupra galaxiilor cu puțin gaz sau praf care plutește între stelele lor, ceea ce ar oferi un rezervor de material cu care gaura neagră centrală s-ar putea hrăni. Astfel de găuri negre nu ar trebui să se schimbe prea mult pe parcursul istoriei cosmice.

Cu toate acestea, analizând proprietățile elipticelor de-a lungul a aproximativ 9 miliarde de ani, echipa a observat că găurile negre din universul timpuriu erau mult mai mici în raport cu galaxia lor gazdă decât cele din universul modern, ceea ce indică faptul că au crescut de șapte până la zece ori în masă, au raportat Farrah și colegii săi în această lună în Astrophysical Journal.

Faptul că găurile negre s-au umflat în timp ce galaxiile nu au făcut-o este cheia, spune Farrah. Dacă găurile negre ar fi crescut hrănindu-se cu gaz și praf din apropiere, acest material ar fi trebuit să genereze, de asemenea, multe stele noi în părți ale galaxiei aflate departe de gaura neagră. Dar dacă găurile negre ar fi fost făcute din energie întunecată, acestea ar fi reacționat la schimbările de dimensiune ale universului exact în modul în care cercetătorii au observat în centrele galaxiilor eliptice, a raportat în plus echipa lui Farrah săptămâna aceasta în Astrophysical Journal Letters.

Wald nu este convins. El se întreabă cum ar putea fi stabil un glob de energie întunecată pură. De asemenea, el spune că cifrele nu par să se potrivească: Se știe că energia întunecată reprezintă 70% din masa-energie a universului, în timp ce găurile negre sunt doar o fracțiune din materia obișnuită, care constituie mai puțin de 5% din univers. „Nu văd cum ar putea fi conceput în vreun fel ca astfel de obiecte să fie relevante pentru energia întunecată observată” , spune el.

Alții consideră că trebuie să aștepte și să vadă

,,În acest moment, aceasta este o posibilitate interesantă” , spune cosmologul Geraint Lewis de la Universitatea din Sydney, dar ,,ar trebui să existe mult mai multe dovezi pe masă dacă aceasta este chiar și numai o sursă cât de cât plauzibilă de energie întunecată”.

Afshordi este de acord. Dacă găurile negre și energia întunecată sunt legate în acest fel, ar avea probabil alte consecințe vizibile în univers, spune el. În acest moment, însă, el nu este sigur care ar fi acestea. Determinarea exactă a modului în care galaxiile evoluează în timp este o chestiune delicată, adaugă el, și ar putea exista alte mecanisme de creștere a găurilor negre pe care echipa nu le-a luat în considerare. Cu toate acestea, Afshordi susține eforturile de regândire a ipotezelor fundamentale despre univers. „Majoritatea ideilor teoretice noi sunt respinse de scepticism” , spune el. „Dar dacă respingem toate ideile noi, atunci nu va mai rămâne nimic”.

Citește și:

1. Elon Musk, avertizat să „stea departe” de Taylor Swift. I-a adus comentarii acide cântăreței
2. VIDEO. Sharon Stone suferă o pierdere financiară majoră. Prăbușirea băncii Silicon Valley a lăsat-o fără „jumătate” din avere
3. Stephen King, atac fără precedent la Donald Trump: „Nimeni nu este mai presus de lege”