Η Σκοτεινή Ενέργεια είναι από τα μεγαλύτερα μυστήρια της σύγχρονης φυσικής. Πρόκειται για τη δύναμη που θεωρείται υπεύθυνη για την επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος, αλλά οι ρίζες και η φύση της παραμένουν ασαφείς. Μια νέα μελέτη όμως έρχεται να ταράξει τα νερά, προτείνοντας ότι οι μαύρες τρύπες ίσως αποτελούν την πηγή αυτής της μυστηριώδους ενέργειας.
Ένα νέο θεωρητικό πλαίσιο
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στις 21 Αυγούστου στο περιοδικό Physical Review Letters, εξετάζει δεδομένα από το Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), το οποίο λειτουργεί στο Kitt Peak National Observatory στην Αριζόνα. Σύμφωνα με την ομάδα, οι μαύρες τρύπες ενδέχεται να μετατρέπουν την ύλη των νεκρών άστρων σε Σκοτεινή Ενέργεια, μέσα από μια διαδικασία που ονομάστηκε υπόθεση κοσμολογικά συζευγμένης μαύρης τρύπας (CCBH).
Με βάση αυτό το σενάριο, η Σκοτεινή Ενέργεια δεν εμφανίστηκε ξαφνικά στο Σύμπαν, αλλά δημιουργήθηκε οργανικά, ως φυσικό παραπροϊόν της εξέλιξης των άστρων. Από τη γέννηση και τον θάνατό τους μετά το Big Bang, η Σκοτεινή Ενέργεια σωρεύεται σταδιακά, εξηγώντας έτσι τον ρόλο της στη σημερινή επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.
Η σύνδεση με τον κύκλο ζωής των άστρων
Το θεωρητικό αυτό πλαίσιο φαίνεται να ταιριάζει εντυπωσιακά καλά με τα δεδομένα. Οι ρυθμοί παραγωγής Σκοτεινής Ενέργειας και κατανάλωσης ύλης συσχετίζονται άμεσα με τους ρυθμούς σχηματισμού άστρων, κάτι που έχουν καταγράψει πολλές φορές τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και James Webb. Παράλληλα, η θεωρία αυτή λύνει μια παλαιότερη «αντίφαση» μεταξύ των δεδομένων του DESI και των πειραμάτων με νετρίνα στη Γη, καθώς εξηγεί καλύτερα πώς εντάσσονται τα νετρίνα στον ισολογισμό της μάζας του Σύμπαντος.
«Για πρώτη φορά τα δεδομένα εφαρμόζονται σε ένα συγκεκριμένο φυσικό μοντέλο και το αποτέλεσμα είναι πολύ ενθαρρυντικό», δήλωσε ο Gregory Tarlé, ερευνητής του DESI και καθηγητής στο University of Michigan. «Είναι σίγουρα συναρπαστικό, θα το χαρακτήριζα ακόμη και πειστικό, αν και στην επιστήμη κρατάμε πάντα μια επιφύλαξη».
DESI: Το ρομποτικό «μάτι» του Σύμπαντος
Το DESI, που ξεκίνησε τη λειτουργία του το 2018, αποτελεί ένα από τα πιο προηγμένα εργαλεία χαρτογράφησης του σύμπαντος. Χρησιμοποιεί 5.000 «ρομποτικά μάτια», ικανά να παρατηρούν διαφορετικούς γαλαξίες κάθε 15 λεπτά. Χάρη σε αυτή τη μέθοδο, το DESI δημιουργεί έναν τρισδιάστατο χάρτη εκατομμυρίων γαλαξιών με πρωτοφανή λεπτομέρεια.
Αυτή η χαρτογράφηση έχει ήδη οδηγήσει σε επαναστατικά συμπεράσματα για τη φύση της Σκοτεινής Ενέργειας. Παράλληλα, όμως, έφερε και μια δυσάρεστη έκπληξη: τα δεδομένα δείχνουν ότι η συνολική ύλη του Σύμπαντος μειώνεται με την πάροδο του χρόνου, κάτι που δημιουργεί ένταση μεταξύ κοσμολογίας και σωματιδιακής φυσικής ως προς την «ορθή» ερμηνεία της πρώιμης ιστορίας του σύμπαντος.
Μια κομψή λύση σε μια δύσκολη εξίσωση
Το CCBH μοντέλο προσφέρει μια ελκυστική απάντηση σε αυτήν την ασυμφωνία. Όπως εξήγησε ο Rogier Windhorst, αστροφυσικός στο Arizona State University και συν-συγγραφέας της μελέτης, τα δεδομένα ταιριάζουν πλέον με τις επίγειες μετρήσεις της μάζας των νετρίνων. «Αυτό είναι εξαιρετικά συναρπαστικό», τόνισε.
Ο Duncan Farrah, αστροφυσικός στο University of Hawaii και επίσης μέλος της ομάδας, υπογράμμισε ότι το μοντέλο «συνδέει μετρήσιμα φαινόμενα που κανείς δεν θα περίμενε ότι σχετίζονται μεταξύ τους». Ωστόσο, όπως ο ίδιος σημειώνει, η θεωρία χρειάζεται περαιτέρω έλεγχο και ανεξάρτητες επιβεβαιώσεις, προτού γίνει ευρέως αποδεκτή.
Η νέα εποχή της κοσμολογίας
Το σημαντικότερο ίσως είναι ότι μπαίνουμε σε μια «χρυσή εποχή» για την κοσμολογία. Με όργανα όπως το DESI, αλλά και με την πληθώρα δεδομένων από διαστημικά τηλεσκόπια και πειράματα σωματιδιακής φυσικής, οι επιστήμονες έχουν πλέον στα χέρια τους εργαλεία που πριν λίγα χρόνια φάνταζαν αδιανόητα.
Φυσικά, κάθε νέα θεωρία γεννά και νέες αβεβαιότητες. Όμως, όπως δείχνει και το παράδειγμα του Big Bang, το χάος μπορεί να γεννήσει τάξη – και τελικά ζωή. Έτσι, ίσως οι μαύρες τρύπες, τα πιο σκοτεινά και μυστηριώδη αντικείμενα του Σύμπαντος, να κρύβουν το κλειδί για την κατανόηση της Σκοτεινής Ενέργειας που καθορίζει την ίδια την εξέλιξή του.
[via]
