Przez lata kosmolodzy zmagają się z „napięciem Hubble’a”, nieporozumieniem między pomiarami współczesnego tempa ekspansji wszechświata. Jednym obiecującym rozwiązaniem tego położenia jest utrata masy w miarę łączenia się czarnych otworów. Jednak nowe badania sugerują, że jest to mało prawdopodobne, więc tajemnica pozostaje.
W 2022 r. Astronomowie zaczęli zauważać coś dziwnego z pomiarami Hubble stałajednostka pomiaru zastosowana do opisania szybkości ekspansji wszechświata. Wartości stałej wynikają z obserwacji wczesnego wszechświata, podobnie jak Kosmiczne tło mikrofalowebyły znacznie niższe niż pomiary wykonane w pobliskim, współczesnym wszechświecie.
Z biegiem lat ta rozbieżność tylko się pogłębiła, a kosmolodzy na próżno szukali wyjaśnienia.
Modele kosmologiczne zakładają, że ilość materii we wszechświecie pozostaje stała, więc jedną z możliwości złagodzenia napięcia jest to, że materia we wszechświecie w jakiś sposób znika. Zaproponowało to kilka teorii ciemna materia może rozpadać się w niewidoczną formę promieniowania. Jednak nie rozumiemy przede wszystkim mrocznej materii, więc pomysły te pozostają zdecydowanie hipotetyczne.
Istnieje jednak znana droga do zniszczenia materii: Czarne dziury. Nie ma to w samym tworzeniu czarnych dziur. Materia, która spada poniżej Horizon wydarzenia nadal istnieje; Jest po prostu zamknięty od widoku. Ale kiedy czarne dziury łączą się, przekształcają ogromną ilość masy w czystą energię, w formie Fale grawitacyjne. Typowe połączenie dwóch małych czarnych dziur uwalnia energię o wartości kilku słońca.
Te fale grawitacyjne uciekają do wszechświata. Msza, która ich stworzyła, już nie istnieje. Możemy bezpośrednio mierzyć fale grawitacyjne za pomocą instrumentów takich jak Obserwatorium fali grawitacyjnej interferometru laserowego i pośrednio patrz ich wpływ poprzez pulsarowe tablice czasowe. Jest to więc znana, sprawdzona metoda niszczenia materii we wszechświecie.
Ale czy wystarczy uwzględnić napięcie Hubble’a? Niedawno zespół astrofizyków na Uniwersytecie Vanderbilt postanowił pracować, odpowiadając na to pytanie.
Odkryli, że aby zniszczyć wystarczającą ilość materii, aby wyjaśnić napięcie Hubble’a, czarne dziury będą musiały połączyć się w nierealistycznym tempie. Możemy oszacować prawdziwy wskaźnik fuzji na podstawie liczby masywnych gwiazd wyprodukowanych we wszechświecie, jak często umierają i zamieniają się w czarne dziury oraz jak skutecznie się spotykają.
Rzeczywista liczba fuzji czarnych otworów jest około 10 000 razy mniejsza niż liczba wymagana do wyjaśnienia napięcia Hubble’a. Tak więc, nawet jeśli uwzględniasz znaczące niepewności w szacowaniu wskaźnika połączenia czarnej dziury, nie jest wystarczająco blisko, badacze podali w papier Przesłane do bazy danych Preprint ARXIV.
Chociaż wyniki, które nie zostały jeszcze recenzowane, nie łagnij napięcia Hubble’a, nadal stanowią ważny krok. W konfrontacji z każdą tajemnicą, wielką lub małymi, naukowcy muszą zbadać każdą możliwość i odwrócić każdy kamień, jak kosmicy detektywi. Tylko poprzez powolne, wytrwałe, staranne prace znajdziemy odpowiedzi na nasze najbardziej nieuchwytne tajemnice.
