A világegyetem kétharmadát érintő kozmológiai problémáról van szó.
Alig ismerjük a világegyetemet. Az általunk ismert világ mindössze az univerzum 5 százalékát képezi, jelen ismereteink szerint a fennmaradó rész 27 százaléka sötét anyag, 68 százaléka sötét energia – ezek azért kapták a sötét jelzőt, mert egyelőre semmit sem tudunk róluk.
A Hawaii Egyetem munkatársai által vezetett 9 ország 17 tagú csillagászából álló csapat két új tudományos közleményben olyan elmélettel állt elő, amely szerint a világegyetem gyorsuló tágulása mögött álló sötét energia forrásai a fekete lyukak. Ha igazuk van, megoldották a kozmológia legalapvetőbb problémáját.
A csillagászok először bizonyítékot kerestek a Hawaii Egyetem csillagásza, Kevin Croker 2021 végén közzétett „kozmikus kapcsolódásról” szóló elméletére. Az elmélet a fekete lyukak tömegének változásáról szól. A fekete lyukak a beléjük zuhanó anyag miatt változhatnak, vagy akkor, ha összeolvadnak. Croker felvetése, hogy ugyanitt a világegyetem tágulásával, akár egy megfeszített gumiszalagban, úgynevezett vákuumenergia keletkezik (ami a sötét energia egy formája), ez pedig az einsteini képlet alapján a fekete lyukak tömegének változásában is megmutatkozik.
Az elméletnek rögtön volt két rokonszenves vonása: egyrészt illeszkedett a már ismert elméletek világképébe, másrészt tudományosan igazolható, ha összevetjük ugyanazon fekete lyukak tömegét több milliárd éves eltéréssel.
Engem az a kérdés érdekelt a kutatásban, hogy a megfigyelések egyeznek-e a fekete lyukakról alkotott modelljeinkkel attól függetlenül, hogy milyen sokáig vizsgáljuk őket. Ez általában véve nagyon-nagyon nehéz dolog, mert a fekete lyukak hihetetlenül kicsik és nagyon messze vannak, ezért hihetetlenül nehéz közvetlenül megfigyelni őket
– magyarázta a kutatások vezető szerzője, Duncan Farrah asztrofizikus.
A fekete lyukak az életük végén saját gravitációjuk alatt összeomló csillagokból keletkeznek, olyanok, mintha a Nap egy pár tíz kilométeres gömbbé tömörödne össze, amely olyan nagy tömegvonzással keletkezik, hogy a szökési sebesség meghaladja a fény sebességét, a fény így köröz az égitest körül, ami a külső szemlélőnek sötét. A fekete lyukakat manapság olyan extrém objektumnak képzeljük, amelyek belsejében felbomlanak a fizika törvényei és egy matematikai szingularitás áll elő. A szingularitás egy hibás, lehetetlen értéket jelent.
Az új elmélet szerint a fekete lyukak belsejében nem szingularitás, hanem a lehető legsűrűbbre összenyomott anyag és vákuumenergia található – a fekete lyukak összes vákuumenergiája pedig megfelel a sötét energiának.
Az elmélet igazolásához a csillagászok a galaxisok közepén elhelyezkedő több milliárd Nap-tömegű szupermasszív fekete lyukakat vizsgáltak, a galaxisok közül is egy különleges típust, az úgynevezett elliptikus galaxisokat figyelték. Ezek olyan halott galaxisok, amelyekben már minden anyag felszívódott és nem születnek új csillagok. Az ilyen galaxisok közepén található fekete lyukak tömege korábbi tudásunk szerint nem változhat érdemben, ha mégis, az a kozmikus kapcsolódás elméletét igazolná.
Megállapították, hogy a különbség jelentős: kozmikus távolságra a múltba visszanézve a szupermasszív fekete lyukak sokkal kisebbek. A 9 milliárd évvel ezelőttiekkel összevetve a maiak hétszer vagy akár hússzor nagyobb tömegűek, mint lenniük kellene.
Az elmélet további megerősítésre és igazolásra szorul, de ha igaznak bizonyul, a kutatók nemcsak a kozmológia egyik rejtélyét oldották meg, de elhárították a fekete lyukak matematikai modellezésének egyik fő akadályát jelentő szingularitásokat is.
(Science Alert, Science Daily)
(Borítókép: Naeblys / Getty Images Hungary)