ایتنا - مشاهدات رشد کهکشان‌ها را می‌توان در صورتی توضیح داد که سیاهچاله‌های مرکز آنها حاوی انرژی تاریک باشند. همین امر به نقش احتمالی آنها در انبساط جهان اشاره دارد.
شنبه ۵ فروردين ۱۴۰۲ ساعت ۰۳:۳۵
این امکان وجود دارد که انرژی تاریک در هسته سیاهچالهها پنهان شده باشد
به گزارش ایتنا و به نقل از نیوساینتیست، قوانین فیزیک نشان می‌دهد که گرانش باید باعث انقباض جهان شود، اما به نظر می‌رسد یک نیروی مرموز که فیزیکدانان آن را انرژی تاریک می‌نامند، در حال خنثی کردن گرانش است و باعث می‌شود جهان با سرعتی شتابان منبسط شود.
یک توضیح احتمالی این است که منبع این انرژی تاریک سیاهچالهها هستند، اما شواهد تجربی خوبی برای حمایت قطعی از این ایده وجود ندارد.
کریس پیرسون و همکارانش در آزمایشگاه رادرفورد اپلتون در بریتانیا، گروه‌هایی از کهکشان‌های دارای سیاهچالههایی در مرکز خود را با یکدیگر مقایسه کردند: یک گروه جوان، دور و یک گروه نزدیک‌تر و مسن‌تر که رشدشان متوقف شده است.
آنها محاسبه کردند که جرم سیاهچالهها بین ۷ تا ۲۰ برابر افزایش یافته است، که عامل آن نمی‌تواند جذب مواد ستاره‌ای یا ادغام با کهکشان‌های باشد.
درعوض، پیرسون و گروه پژوهشی‌اش سعی کردند این رشد را با انبساط پرشتاب جهان توضیح دهند. پیرسون می‌گوید: «وقتی این پدیده را به شکل آنچه می‌بینیم مدل می‌کنیم، در واقع می‌توانیم مشاهدات خود را توضیح دهیم. که علاوه بر فرآیندهای اخترفیزیکی که سبب رشد سیاهچالهها می‌شوند، می‌توانیم این اختلاف در رشد جرم را با درنظر گرفتن این واقعیت که ممکن است حاوی انرژی تاریک باشند و با انبساط جهان همراه شده باشند، توضیح دهیم».
مدلی که آنها استفاده کردند شامل تفسیری از نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین بود که می‌گوید سیاهچالهها حاوی انرژی خلاء هستند، یعنی نوعی انرژی که در همه جا به دلیل پیدایش و نابود شدن ذرات کوانتومی وجود دارد.
پیرسون می‌گوید: «هنگامی که ما جمع‌آوری‌ها را انجام دادیم، متوجه شدیم که این سیاهچالهها در واقع می‌توان تمام آنچه را که برای متعادل کردن جهان با این انرژی تاریک لازم است، با استفاده از آنها توضیح داد».
اگر سیاهچالهها واقعاً منبع انرژی تاریک جهان و انبساط آن باشند، یک معمای کیهانی مهم دیگر نیز حل می‌شود؛ یعنی آنچه که در مرکز سیاهچالهها (به اصطلاح تکینگی‌ها) اتفاق می‌افتد، یعنی همان جایی که قوانین فیزیک در هم می‌شکنند.
البته سیاهچاله‌های دارای هسته‌های انرژی تاریک از تکینگی دوری می‌کنند، اما هیچ راه ساده‌ای برای آزمایش این نظریه وجود نداشت. پیرسون می‌گوید: «اینها تاکنون تنها تئوری بوده‌اند. ولی اکنون، شواهد رصدی در اختیار داریم که از سیاهچالههایی که هسته‌های انرژی تاریک دارند، پشتیبانی می‌کنند».
محققان از نمونه رشد کهکشانی که مشاهده کرده بودند، با استفاده از نرخ تخمینی شکل‌گیری ستاره‌ها برای محاسبه میزان انرژی تاریک در مقیاس کل کیهان، یک برون‌یابی انجام دادند و سپس دریافتند که این امر دلیل انبساط پرشتاب جهان است.
با این حال، اگر تخمین ما از سرعت تشکیل ستاره اشتباه باشد، ممکن است این محاسبات نیز نادرست باشند. علاوه بر این، محققان نرخ رشد سیاهچالهها را با مقایسه کهکشان‌های بسیار دور و جوان با کهکشان‌های نزدیک‌تر و قدیمی‌تر تخمین زدند و فرض کردند که کهکشان‌ها این گونه تکامل می‌یابند؛ در حالی که ممکن است که به این شکل رشد نکنند.
پیرسون می‌گوید این توضیح را می‌توان با مشاهدات کهکشانی بیشتر یا با نگاه کردن به نشانه‌هایی در پس‌زمینه مایکروویو کیهانی (CMB یا همان ابری از پرتو که اندکی پس از اولین شکل‌گیری کیهان تولید شد) بهبود بخشید.
اگر ایده آنها درست باشد، سیاهچالهها به‌گونه‌ای بر انبساط جهان و CMB تأثیر می‌گذارند که قابل تشخیص باشد. شواهد بیشتری می‌تواند از اندازه‌گیری سرعت ادغام سیاهچالهها به دست بیاید که البته طبیعت انرژی تاریک آنها نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرد.
اندی تیلور از دانشگاه ادینبرو واقع در بریتانیا می‌گوید: «این یک توضیح بسیار منطقی و خوبی از مشاهدات است، اما برای توضیح رشد سیاهچاله، تفسیر نظریه نسبیت انیشتین زیاد مورد مطالعه قرار نگرفته است. البته بحث علمی خوبی در این زمینه وجود دارد، ولی باید محتاط باشیم که این بحث بر اساس اصول تئوریک تثبیت‌شده نیست؛ بلکه بر اساس مدل‌های گمانه‌زنی ساخته شده است».
او می‌گوید قبل از اینکه بتوانیم به طور قطعی بگوییم سیاهچالهها منبع انرژی تاریک هستند یا نه، جمع‌آوری داده‌های رصدی بیشتر امری ضروری است.
کد مطلب: 72328
