Jedan od najvećih misterija moderne kozmologije je ubrzano širenje svemira, koje se pripisuje tamnoj energiji – nevidljivoj sili koja doslovno razdvaja prostor-vrijeme. Iako tamna energija omogućuje astronomima da objasne brzinu širenja svemira, njezino podrijetlo ostaje nejasno. No, nova teorija mogla bi promijeniti našu perspektivu: što ako crne rupe stvaraju tamnu energiju?
Mogu li crne rupe biti izvor tamne energije?
Prema nedavnim istraživanjima, crne rupe mogle bi biti kozmički povezane, što znači da njihov rast ovisi o širenju svemira. Još zanimljivije, ova povezanost možda djeluje u oba smjera: kako crne rupe rastu, tako bi mogle poticati ekspanziju svemira.
Teorija se temelji na istraživanjima iz 1960-ih, kada su fizičari prvi put raspravljali o svojstvima crnih rupa. Osnovna ideja je da crne rupe proizvode tamnu energiju. Kad crna rupa proguta materijal, poput zvijezde ili međuzvjezdane tvari, ne samo da proizvodi snažno gravitacijsko polje, već i doprinosi stvaranju tamne energije.
Znanstvenici su koristili podatke iz Dark Energy Spectroscopic Instrumenta (DESI) kako bi ispitali ovu hipotezu. DESI mapira veličinu svemira kroz različita vremenska razdoblja. Kombinirajući te podatke sa stopama formiranja zvijezda, istraživači su pokušali utvrditi postoji li povezanost između rasta crnih rupa i širenja svemira.
Dr. Kevin Croker sa Sveučilišta u Arizoni objasnio je: “Koristimo podatke o formiranju zvijezda i pitamo: kako ovaj model opisuje veličinu svemira? Ako je rast crnih rupa povezan s proizvodnjom tamne energije, koliko brzo svemir raste?”
Rezultati su pokazali zadivljujuću povezanost između rasta crnih rupa i širenja svemira, što sugerira da tamna energija možda ima veze s procesima koji nastaju tijekom životnog ciklusa zvijezda i formiranja crnih rupa.
Rješavanje ključnih pitanja u kozmologiji
Ako su crne rupe izvor tamne energije, to bi moglo riješiti nekoliko dugogodišnjih problema u znanosti o svemiru. Na primjer, hipoteza uklanja potrebu za postojanjem singulariteta, točaka beskonačne gustoće unutar crnih rupa, koje stvaraju probleme teoriji opće relativnosti. Singulariteti, kao koncepti, nisu samo teoretski izazovni već i matematički problematični, jer ukazuju na granice naših trenutnih fizikalnih modela. Uklanjanjem singulariteta, otvara se prostor za skladnije povezivanje teorije opće relativnosti i kvantne mehanike, čime bi se možda postavio temelj za razvoj kvantne gravitacije.
Osim toga, hipoteza nudi potencijalno objašnjenje podrijetla tamne energije – pitanja koje muči znanstvenike od otkrića ubrzanja svemira. Ova teorija ne samo da povezuje tamnu energiju s procesima unutar crnih rupa, već je i čini dublje uklopljenom u evoluciju svemira, povezujući životne cikluse zvijezda, formiranje crnih rupa i širenje svemira u jedinstven proces. Time se otvara mogućnost da tamna energija nije samo apstraktni fenomen, već prirodni dio kozmičke dinamike.
Ono što je najbitnije, teorija dodatno nudi rješenje za Hubbleovu napetost, nesklad u mjerenjima stope širenja svemira. Mjerenja temeljena na galaksijama pokazuju stopu od 72,8 kilometara u sekundi po megaparseku, dok podaci iz kozmičke mikrovalne pozadine (CMB) ukazuju na nižu stopu od 67,4 kilometra u sekundi. Ove vrijednosti se ne podudaraju, što ostavlja znanstvenike bez jasnog odgovora.
Ako tamna energija proizlazi iz crnih rupa, stopa širenja izračunata iz CMB-a pomaknula bi se na oko 70 kilometara u sekundi po megaparseku, što bi smanjilo razliku između dvaju pristupa.
Izazovi i idući koraci
Iako obećavajuća, teorija suočava znanstvenike s izazovima. Primjerice, teško je uskladiti ovaj model s opažanjima crnih rupa detektiranih putem gravitacijskih valova ili u kuglastim skupinama. Dodatno, mehanizam kojim obična materija unutar crnih rupa prelazi u tamnu energiju još uvijek nije poznat.
Dr. Croker, koji je hipotezu razvio s matematičarom Joelom Weinerom, svjestan je ovih ograničenja: “Ne znamo sve detalje. Imamo tek osnovne konture teorije, ali one su dovoljno jasne da ih možemo istraživati kvantitativno.”
Tim sada radi na prikupljanju dodatnih dokaza kako bi potvrdio postojanje crnih rupa koje proizvode tamnu energiju i razjasnio njihov utjecaj na svemir.
Hipoteza da crne rupe proizvode tamnu energiju otvara nova vrata razumijevanju svemira. Iako je još uvijek teoretska, ova ideja mogla bi riješiti neke od najvećih zagonetki moderne znanosti. Mogu li ove kozmičke sile zaista biti ključ za razumijevanje tamne energije? Odgovore će donijeti buduća istraživanja.
