Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pozorované zrychlující se rozpínání vesmíru vysvětlujeme obvykle temnou energií; tu zase spojujeme s kosmologickou konstantou (při této příležitosti se obvykle zmiňuje historie tohoto parametru táhnoucí se až k Einsteinovi), respektive nějakým jejím ekvivalentem (takový parametr pak nemusí být v čase konstantní), dále pak s energií vakua („energie nulových kmitů“ apod.). Podle nového výzkumu má být to všechno ještě navíc provázáno s obřími černými dírami uvnitř galaxií.
Podle týmu 17 vědců z 9 zemí měření ze starých a spících galaxií ukazují, že černé díry rostou více, než by se dalo očekávat. Vysvětlením má být, že na růstu jejich hmotnosti se podílí nejen to, že běžným způsobem „lapají“ okolní hmotu a fúzují s jinými černými dírami, ale také to, že obsahují energii vakua.
Závěr byl učiněn na základě studia 9 miliard let vývoje černých děr v obřích eliptických galaxiích. Ty vznikly už v rané fázi vývoje vesmíru a poté se staly neaktivními. Spící galaxie ukončily tvorbu hvězd, takže v jejich středu zůstalo jen málo materiálu, který by mohly černé díry pohlcovat, což znamená, že další růst nelze vysvětlit těmito běžnými astrofyzikálními procesy. Srovnání vzdálených galaxií (tedy těch, které vidíme ve stavu, kdy jsou mladé) s blízkými eliptickými galaxiemi (staré a mrtvé) ukázalo, že dnešní černé díry jsou 7-20krát větší než před 9 miliardami let. To se běžnými procesy vysvětlit nedá.
Další měření s příbuznými populacemi galaxií v různých momentech vývoje vesmíru má navíc ukazovat dobrou shodu mezi velikostí vesmíru a hmotností černých děr. Z toho autoři studie dále odvozují, že měřením stanovené množství temné energie ve vesmíru lze vysvětlit energií vakua obsaženou v černých dírách. Černé díry tedy mají být přímo spřaženy s rozpínáním vesmíru; tento „nestandardní“ růst jejich hmotnosti se označuje jako „kosmologická vazba“ (cosmological coupling).
Výhodou nového řešení mát být, že pro vysvětlení temné energie nevyžaduje ve vesmíru už „nic navíc“, další neznámé objekty/síly. K tomu se ovšem dá poznamenat, že zase předpokládá jinou podivnou fyziku. Tisková zpráva k příslušné studii navíc uvádí, že v tomto pojetí černých děr se nevyžaduje ani singularita v jejich centru (poznámka: to by pak platilo pro všechny černé díry, nebo jen ty staré a takto „nezvykle hmotné“)? Také není na pohled patrné, proč by to, že černé díry mají větší než očekávanou hmotnost, mělo jakkoliv vysvětlovat zvyšující se rozpínání vesmíru (nemělo by tomu být spíš naopak, když už?).
Jak komentuje první autor studie Duncan Farrah z University of Hawai, studie vlastně tvrdí dvě věci: že současné popisy vývoje (alespoň některých) obřích černých děr nefungují na dlouhých časových škálách a vedle toho navrhuje tyto černé díry jako „zdroj“ temné energie. Platit by mohlo i jen jedno z toho…
Každopádně celá nová teorie aspiruje na to být převratem v kosmologii, rozhodně je to ale zatím jen hypotéza, které si na své eventuální (většinové) přijetí bude muset ještě pořádně počkat. Laik to celé samozřejmě těžko může posoudit…
Duncan Farrah et al, A Preferential Growth Channel for Supermassive Black Holes in Elliptical Galaxies at z ≲ 2, The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/acac2e
The Astrophysical Journal Letters (2023). Duncan Farrah et al 2023 ApJL 944 L31
DOI 10.3847/2041-8213/acb704
Zdroj: RAL Space / Phys.org
Už jenom přiznání si faktu, že uvolněná energie hmoty padající do černých děr, která se mimo jiné projevuje jako gravitační vlny, něco dělat může, je pokrok jako hrom. A stejně jako když elektromagnetická vlna při kolizi s hmotou zaznamená útlum, který je důsledkem rozptylu její energie na hmotě, pak paralela u gravitační vlny vůči prostoru je víceméně logická.