Vedci rozlúštili najväčšiu záhadu vesmíru. Objavili zdroj záhadnej temnej energie

Všetko okolo nás, od toho, ako plynie čas, až po zánik hviezd, sa zdá byť predurčené na to, aby sa raz zastavilo. Ale vesmír je výnimka. Neustále sa zväčšuje a rozširuje.

Podľa toho, čo vieme z fyziky, by sa mal vesmír rozširovať pomalšie. Ale merania ukazujú, že sa naopak rozširuje rýchlejšie. Za týmto zvláštnym javom je tajomná sila, ktorú nazývame temná energia. 

Vedci majú teóriu, ktorá by mohla tento jav vysvetliť. Vo vesmíre sú obrovské a husté objekty, ktoré nazývame čierne diery.

Astrofyzik Kevin Croker z Arizona State University pre portál EurekAlert uviedol: „Ak čierne diery obsahujú temnú energiu, môžu sa spájať a rásť spolu s rozpínajúcim sa vesmírom, čo by mohlo spôsobovať zrýchlenie jeho expanzie.“

Aj keď presne nevieme, ako sa to deje, dôkazy naznačujú, že sa to naozaj deje. Aj keď presne nevieme, čo temná energia je, výpočty naznačujú, že je zodpovedná za to, že sa vesmír rozširuje rýchlejšie. Táto energia tvorí asi 70 percent všetkej hmoty a energie vo vesmíre.

To, čo dnes vidíme ako rozširovanie vesmíru, sa môže v budúcnosti zmeniť.

Tajomstvo kozmickej inflácie

Podľa dnešnej teórie vesmír prešiel v ranom období fázou nazývanou inflácia. Krátko po Veľkom tresku sa vesmír z ničoho rozšíril na niečo pomerne veľké v zlomku sekundy. Potom rástol pomalšie, až kým pred približne 5 miliardami rokov nezačala dominovať expanzia spôsobená temnou energiou.

Čokoľvek, čo spôsobilo, že sa vesmír najprv nafúkol, potom spomalil a nakoniec zrýchlil, muselo prekonať obrovskú gravitáciu, ktorá bola sústredená v kozmickej hmote na jednom mieste.

Fyzik Gregory Tarlé z University of Michigan vysvetľuje: „Ak si položíte otázku: Kde v neskoršom vesmíre vidíme gravitáciu takú silnú, ako bola na začiatku vesmíru? Odpoveď je v strede čiernych dier.“

„Je možné, že to, čo sa stalo počas inflácie, prebieha opačne, hmota masívnej hviezdy sa počas gravitačného kolapsu opäť stáva temnou energiou – ako malý Veľký tresk, ktorý sa hrá naopak.“

Rastúce čierne diery

Myšlienka, že čierne diery by mohli súvisieť s temnou energiou, vychádza z nedávno navrhnutého konceptu nazývaného kozmologická väzba. Tento návrh sa snaží vyriešiť zvláštnosti čiernych dier pomocou interpretácií všeobecnej relativity.

Podľa tejto hypotézy sú extrémne deformácie priestoru spojené s čiernymi dierami prepojené s expanziou vesmíru. Ako vesmír rastie, rastú aj čierne diery; a ako rastú čierne diery, rastie aj vesmír.

Minulý rok tím výskumníkov zverejnil štúdiu, ktorá ukazuje, že kozmologická väzba je možná. Skúmali supermasívne čierne diery v centrách „mŕtvych“ galaxií. Tieto galaxie už vyčerpali svoje palivo na tvorbu nových hviezd a na rast supermasívnych čiernych dier.

Akýkoľvek rast, ktorý sa prejavil v čiernych dierach týchto galaxií, sa teda nedá pripísať bežným mechanizmom rastu, ale kozmologickej väzbe. Tím zistil, že existujú známky rastu, čo potvrdilo ich teóriu.

Prelomový objav

V novom článku Croker a jeho tím skúmali, ako sú čierne diery spojené s temnou energiou, ale zamerali sa na ich vznik, nie na rast. Použili špeciálny prístroj na meranie temnej energie, aby študovali, ako rýchlo sa tvoria čierne diery, keď sa jadro masívnych hviezd zrúti na konci ich života. Toto sa deje oveľa neskôr v histórii vesmíru, než keď vznikali supermasívne čierne diery. Porovnali to s tým, ako sa vesmír rozširuje.

Fyzik Duncan Farrah z University of Hawai’i hovorí: „Tieto dva javy boli vo vzájomnom súlade – ako nové čierne diery vznikli smrťou masívnych hviezd, množstvo temnej energie vo vesmíre sa zvýšilo správnym spôsobom.“

To naznačuje, že čierne diery by mohli byť zdrojom temnej energie.

Podľa teórie kozmologického spojenia čierne diery premieňajú normálnu hmotu na temnú energiu. Výpočty tímu nielenže zodpovedajú rýchlosti expanzie vesmíru podľa súčasných meraní, ale tiež vysvetľujú ďalší problém: prečo sme nenašli všetku normálnu hmotu, ktorá by mala byť vo vesmíre.

Rýchlosť, akou sa tvoria čierne diery, ukazuje, ako sa normálna hmota mení na temnú energiu, čo zodpovedá množstvu chýbajúcej hmoty.

Tento výskum ponúka riešenia na niekoľko nevyriešených otázok naraz, čím sa stáva dôležitým príspevkom k pochopeniu záhadných síl, ktoré ovplyvňujú vesmír.

Fyzik Tarlé dodáva: „V zásade to, či čierne diery sú temnou energiou spojenou s vesmírom, ktorý obývajú, prestalo byť len teoretickou otázkou. Toto je teraz experimentálna otázka.“