W nowym badaniu naukowcy zaczęli zastanawiać się nad dość dzikim pytaniem: co jeśli czarne dziury mogą przekształcić materię martwą gwiazdą w ciemną energię, tajemnicza siła napędza przyspieszenie ekspansji wszechświata? Jeśli tak, może to po prostu wyjaśnić wiele „czkawek” w naszych modelach wszechświata.
Ta nowa teoria proponuje to Czarne dziury mogłyby być niewielkie „bąbelki” ciemna energia. Obejmuje to przekształcenie materii w ciemną energię, ponieważ rodzą się czarne otwory, gdy masywne gwiazdy zapadają się po wyczerpaniu paliwa fuzja jądrowa. Zatem, jeśli ta „kosmologicznie sprzężona czarna dziura (CCBH)” jest prawidłowa, transformacja masywnego rdzenia gwiezdnego w czarną otwór reprezentuje konwersję materii gwiazdowej do ciemnej energii.
Zespół stojący za tą sugestią został zainspirowany najnowszymi wynikami wynikającymi z Instrument spektroskopowy ciemnej energii (Desi), które sugerują siła ciemnej energiiktóry stanowi około 68% budżetu materii i energii wszechświata, zmienia się z czasem. Jest to sprzeczne z naszym obecnym najlepszym modelem wszechświata, standardowego modelu kosmologii lub Lambda zimna ciemna materia (LCDM) Model, który sugeruje, że wytrzymałość ciemnej energii powinna być stała.
„Historycznie, w ten sposób fizyka robi się. Wymyślasz tyle pomysłów, ile możesz, i zastrzelasz je tak szybko, jak to możliwe”, badacz Desi i badacz uniwersytetu w Bostonie Steve Ahlen powiedział w oświadczeniu. „Nie unikasz pomysłów, które są nowe i różne, co jest wyraźnie tym, czego musimy wymyślić w dzisiejszych czasach, gdy jest tak wiele tajemnic”.
Ahlen był wczesnym przyczyną rozwoju CCBH, po raz pierwszy 5 lat temu przez naukowca Uniwersytetu Stanowego Arizona Kevina Crokera i profesora Uniwersytetu Hawajskiego Duncana Farrah. Od tego czasu wielu badaczy grało z matematycznie solidnym, ale bardzo niekonwencjonalnym pomysłem czarnych dziur jako kropelek ciemnej energii.
Jak kosmologicznie sprzężone czarne dziury połączone z desi
Pomysł zespołu łączy przyspieszoną ekspansję wszechświata z obserwacjami galaktyk rozciągających się na 10 miliardów lat, które wydają się wskazywać, że w budżecie energii kosmicznej jest mniej materii niż w trakcie kosmicznej materii niż w trakcie kosmicznej materii Wielki Wybuch. To dlatego, że materia, dzięki wpływowi grawitacyjnego, spowalnia kosmiczną ekspansję, a ciemna energia przyspiesza ją.
Zatem zużycie materii w konwersji do ciemnych pęcherzyków energii w postaci czarnych otworów w hipotezie CCBH wyjaśniałoby, dlaczego tempo rozszerzania się wszechświata, nazywane Hubble stałazmienia się z czasem.
Chociaż Dark Energy dominuje dziś w Wszechświecie, nie zawsze tak było. Coś spowodowało obalenie wpływu materii i grawitacji około 9 miliardów do 10 miliardów lat po Wielkim Wybuchu. Hipoteza CCBH sugeruje, że ciemna energia nie miała żadnej dowolnej siły w różnych okresach historii kosmicznej, ale zamiast tego pojawiła się po Wszechświat rozszerzył się i ochłodził się na tyle, aby umożliwić narodziny gwiazd, a później umrzeć. Oznaczałoby to, że ilość ciemnej energii i jej wpływ w dowolnym momencie powinny korelować z liczbą narodzin gwiazd.
To był fakt, że zmieniające się obserwacje ciemnej energii desi w czasie rzeczywiście wydają się odpowiadać szybkości Hubble Space Telescope i James Webb Space Telescope (JWST) To przekonało Croker i Farrah do współpracy z Desi.
„Hipoteza CCBH kwantycznie łączy zjawiska, których początkowo nie spodziewałbyś się powiązania” – powiedział Farrah. „To mieszanie łusek, dużych i małych, biegnie tak sprzeczne z naszą wyszkoloną intuicję liniową”.
Wśród pozornie niezwiązanych czkawek, które ta hipoteza może wyleczyć, jest pytanie otaczające masę tak zwanych „cząstek duchów” lub Neutrina.
Kosmiczne bystrzy duchów
Neutrina są bezbłędne i praktycznie bez masy, co oznacza, że 100 bilionów z nich może przechodzić przez twoje ciało co sekundę z prędkością prawie światła i nic nie zauważasz. Stąd ich upiorny pseudonim.
Neutrina są drugą najliczniejszą cząsteczką we wszechświecie fotony (Cząstki światła), a naukowcy wiedzą, że muszą mieć niezerowe masy, ale obliczenie tych mas było trudne. Nie tylko dlatego, że neutrina są, jak można sobie wyobrazić, niezwykle trudne do wykrycia, ale także przynajmniej częściowo dlatego, że materia powinna być w trzech typach: ciemna materiaW Baryony (tak jak protony i neutrony) i neutrin; Jednak niektóre modele Wielkiego Wybuchu i ewolucji wszechświata nie opuszczają miejsca neutrinos, aby wnieść duży wkład w budżet na energię materii.
Niektóre obecne szacunki zajmują się tym, stawiając masę neutrino jako niezerową, ale z wartością ujemną, czymś, co jest bardzo niepokojące dla fizyków, ponieważ masa ujemna nie jest czymś, co obecnie uważa się za możliwe.
„Dane sugerują, że masa neutrin jest negatywna i że oczywiście jest prawdopodobnie niefizyczna” – powiedział w oświadczeniu członek zespołu i profesor Regentów w Arizona State University’s School of Earth and Space Exploration Rogier Windhorst.
Jednak uwzględnienie zużycia baronów w postaci martwej istoty gwiazdy i ich konwersja na ciemną energię w hipotezie CCBH eliminuje ten niefizyczny bóle głowy. Wynika to z faktu, że baraony zniknęłyby od czasu Wielkiego Wybuchu, ponieważ są one przekształcane w kropelki ciemnej energii, umożliwiając wkład neutrin na pomiary ich obfitości.
„Okazuje się, że dystrybucja prawdopodobieństwa masy neutrinowej wskazuje nie tylko liczbę dodatnią, ale liczbę, która jest całkowicie zgodna z eksperymentami naziemnymi”-dodał Windhorst. „Uważam to za bardzo ekscytujące”.
Chociaż ta koncepcja z pewnością jest kolejnym krokiem w kierunku ustanowienia CCBH jako realnej teorii, znacznie więcej danych, analizy i, oczywiście, kontrola przez społeczność naukową będzie potrzebna, zanim ktokolwiek będzie mógł postawić CCBH jako ważny nowy paradygmat kosmologii.
Ahlen zauważył, że tak oczywiście działa nauka. W międzyczasie współpracownicy DESI mogą świętować fakt, że te badania dowodzą, że ich dane pozwalają na przetestowanie nieco hipotez „na zewnątrz”.
„To przynajmniej intrygujące”, członek zespołu badawczego i naukowiec DESI Gregory Tarlé, który poprowadził stworzenie 5000 robotycznych oczu Desipowiedział. „Powiedziałbym, że przekonujące byłoby dokładniejsze słowo, ale naprawdę staramy się to zarezerwować w naszej dziedzinie.
„To takie fajne, aby w tym momencie tak długo pracować nad eksperymentem, aby wymyślić ekscytujące wyniki. To po prostu cudowne”.
Badania zespołu zostały opublikowane w czwartek (21 sierpnia) w czasopiśmie Fizyczne listy recenzji.
