Mätningar i gamla galaxer visar det svarta hål växa snabbare än väntat, och detta stämmer överens med fenomenet som förutspås av Einsteins gravitationsteori. Detta resultat kan potentiellt innebära att ingenting behöver läggas till vår bild av universum för att förklara ursprunget till mörk energi – dess källa kan vara befintliga svarta hål.
Detta var slutsatsen av ett team på 17 forskare. "Det här är verkligen ett fantastiskt resultat. Vi började med att studera hur svarta hål växer över tiden och kan ha hittat svaret på ett av de största problemen inom kosmologi, säger medförfattaren Dr Dave Clements. "Om teorin bekräftas kommer den att revolutionera hela kosmologin, eftersom vi äntligen kommer att få svar på frågan om ursprunget mörk energi, vilket har förbryllat kosmologer och teoretiska fysiker i mer än 20 år", tillägger forskarna.
På 1990-talet upptäcktes det att universums expansion accelererar - vissa objekt rör sig ifrån andra snabbare och snabbare, även om tyngdkraften borde bromsa denna process. För att förklara detta gjordes ett antagande att "mörk energi" är ansvarig för att skjuta isär föremål. Det har med konceptet att göra kosmologisk konstant, som Einstein en gång föreslog, men senare förkastade.
De nya uppgifterna visade att svarta hål får massa på ett sådant sätt att de innehåller vakuumets energi, vilket ger en källa till mörk energi och eliminerar behovet av att singulariteter bildas i deras centrum. Denna slutsats drogs efter att ha studerat nio miljarder år av evolution av svarta hål. Dessa objekt bildas när massiva stjärnor når slutet av sitt liv. När de befinner sig i galaxernas centrum kallas de supermassiva svarta hål, och de innehåller en massa som är miljoner till miljarder gånger större än vår sols massa. Svarta hål kan växa i storlek genom att ansamla materia, till exempel genom att absorbera stjärnor eller smälta samman med andra svarta hål.
Forskarna studerade jättelika elliptiska galaxer som uppstod i början av universum och sedan gick in i ett vilotillstånd. De bildar inga stjärnor, så det finns nästan inget material för ansamlingen av ett svart hål i mitten, vilket gör att någon ytterligare tillväxt inte kan förklaras av denna process. Samtidigt visade en jämförelse av observationer av avlägsna galaxer (när de var unga) med lokala elliptiska galaxer (som är gamla) en betydande ökning - dagens svarta hål 7-20 gånger större än för 9 miljarder år sedan.
Ytterligare mätningar av relaterade galaxpopulationer vid olika stadier av universums utveckling visade överensstämmelse mellan universums storlek och massan av svarta hål. Detta tyder på att den uppmätta mängden mörk energi i universum kan förklaras av vakuumenergin från svarta hål. Detta är det första observationsbeviset på att svarta hål faktiskt innehåller vakuumenergi och att de är "anslutna" till universums expansion.
"Vi pratar egentligen om två saker samtidigt: att det finns bevis för att typiska lösningar för svarta hål inte fungerar på långa tidsskalor, och att vi har den första föreslagna astrofysiska källan till mörk energi", säger huvudförfattaren forskning, University of Hawaii astronom Duncan Farrah. – Det här är det första verket där vi inte tillför något nytt till universum som en källa till mörk energi: svarta hål är källan till mörk energi i Einsteins gravitationsteori.
Också intressant: