Što ako crne rupe nisu samo kozmičke zamke koje gutaju sve oko sebe, već pogoni koji stvaraju energiju odgovornu za ubrzano širenje svemira? Međunarodni tim predvođen znanstvenicima sa Sveučilišta u Durhamu, u suradnji s istraživačima misije Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), objavio je studiju koja mijenja dosadašnje shvaćanje jednog od najvećih misterija moderne fizike. Analizom podataka DESI-ja i promatranja kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja stvorili su model koji povezuje nastanak crnih rupa s tamnom energijom, nevidljivom komponentom koja čini gotovo 70 posto svemira.
Crne rupe kao pogoni tamne energije
Prema novom modelu, kada masivne zvijezde završe svoj životni ciklus i uruše se u crne rupe, dio materije koja pritom pada može se pretvoriti u tamnu energiju. Taj proces, tvrde autori, prati povijesnu stopu stvaranja zvijezda i prirodno se mijenja kroz vrijeme. Rezultat je model koji se podudara s opažanjima ranog i kasnog svemira te bolje objašnjava sadašnje podatke nego dosadašnji standardni pristup.
Studija, objavljena u časopisu Physical Review Letters, nadovezuje se na nedavne rezultate DESI-ja koji sugeriraju da tamna energija možda nije konstantna. Umjesto nepromjenjive sile, njezina jačina mogla bi se razvijati kroz vrijeme. Ovakav pristup također otvara nova pitanja o masama neutrina, gotovo neuhvatljivih elementarnih čestica. Znanstvenici znaju da neutrini imaju masu veću od nule i da time doprinose ukupnoj količini materije u svemiru, ali njihova točna vrijednost i dalje je nepoznata jer ih je iznimno teško detektirati.
Ako tamna energija doista varira, standardni kozmološki model postaje nedostatan. Tumačenje DESI-jeva skupa podataka u takvom okviru dovodi do paradoksalnog zaključka: kako bi se podaci uskladili, neutrinima bi trebalo dodijeliti negativnu masu, što je fizički nemoguće. Tim s Instituta Durham za računalnu kozmologiju, predvođen dr. Willemom Elbersom, prošle je godine predložio da je rješenje upravo u evoluciji tamne energije. Najnoviji rad, koji predvodi Sveučilište Michigan, donosi konkretan model u kojem neutrina masa ponovno postaje pozitivna i u skladu s poznatom fizikom.
DESI i nova slika svemira
DESI je jedan od najvećih međunarodnih eksperimenata u suvremenoj astrofizici. Više od 900 znanstvenika iz više od 70 institucija surađuje kako bi tijekom petogodišnje misije mapirali strukturu svemira kroz različita kozmička razdoblja. Projekt vodi Američko ministarstvo energetike preko Lawrence Berkeley National Laboratory u Kaliforniji.
U istraživanju sudjeluju i stručnjaci sa Sveučilišta u Durhamu, kroz tri ključna centra: Institut za računalnu kozmologiju, Centar za napredne instrumente i Centar za izvangalaktičku astronomiju. Korištenjem DESI-jeva hidrodinamičkog simulacijskog softvera i detaljnih spektroskopskih karata, istraživači dobivaju dosad najprecizniji uvid u raspodjelu galaksija i tamne tvari.
Otkrića ovog tima mogla bi značajno promijeniti naše razumijevanje svemira. Ako se potvrdi da crne rupe doista proizvode tamnu energiju, fizika će dobiti potpuno novo objašnjenje za ubrzano širenje kozmosa i bolja mjerenja masa neutrina. To bi bila jedna od najvažnijih prekretnica u modernoj kozmologiji.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
