Սև խոռոչները՝ որպես մութ էներգիայի աղբյուր. Նոր վարկածը փոխում է տիեզերքի մասին պատկերացումները

Սեղմեք ԱՅՍՏԵՂ, լրացրեք օնլայն հայտը և մոռացեք հոսանքի վարձի մասին

Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) առաքելությանը մասնակցող գիտնականների միջազգային թիմը առաջարկել է հեղափոխական տեսություն. սև խոռոչները կարող են լինել մութ էներգիայի աղբյուր՝ այն խորհրդավոր ուժը, որը պատասխանատու է տիեզերքի արագացված ընդլայնման համար: 2025 թվականի օգոստոսի 21-ին Physical Review Letters (PRL) ամսագրում հրապարակված հետազոտությունը հիմնված է DESI-ի տվյալների և տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի դիտարկումների վրա՝ բացելով նոր հորիզոններ տիեզերքի ընկալման համար:

Սև խոռոչներ և մութ էներգիա

Մութ էներգիան, որը կազմում է տիեզերքի էներգիայի մոտ 70%-ը, երկար ժամանակ համարվել է անփոփոխ մեծություն: Սակայն DESI-ի վերջին չափումները ցույց են տվել, որ նրա ազդեցությունը տիեզերքի ընդլայնման վրա ժամանակի ընթացքում զարգանում է: Նոր վարկածը, որը հայտնի է որպես կոսմոլոգիապես կապակցված սև խոռոչների (Cosmologically Coupled Black Holes, CCBH) մոդել, առաջարկում է բացատրություն. սև խոռոչները, որոնք ձևավորվում են զանգվածեղ աստղերի փլուզման ժամանակ, կարող են սովորական նյութը (բարիոնային նյութը) վերածել մութ էներգիայի:

«Երբ աստղերը փլուզվում են սև խոռոչների մեջ, գործարկվում է մի գործընթաց, որը աստիճանաբար ընկնող նյութը վերածում է մութ էներգիայի: Այս վերափոխումը համաժամանակյա է աստղերի ձևավորման տեմպերին և թույլ է տալիս մոդելին բնականորեն համապատասխանել ինչպես վաղ, այնպես էլ ուշ կոսմիկ դիտարկումներին», — բացատրել են հետազոտության հեղինակները:

CCBH մոդելի համաձայն՝ սև խոռոչները «սպագետտիֆիկացնող» օբյեկտներ չեն՝ սինգուլյարությամբ, այլ ներկայացնում են մութ էներգիայի «պղպջակներ», որոնք կայունացված են Շվարցշիլդի շառավղի ներսում: Սա թույլ է տալիս նրանց փոխազդել ընդարձակվող տիեզերքի հետ՝ ժամանակի ընթացքում մեծացնելով մութ էներգիայի խտությունը:

Նեյտրինոների պարադոքսի լուծում

Նոր մոդելի հիմնական ձեռքբերումներից մեկը նեյտրինոների՝ «ուրվական» մասնիկների զանգվածի հետ կապված խնդրի վերացումն է, որոնք տիեզերքում ֆոտոններից հետո երկրորդ ամենաշատն են: DESI-ի տվյալների նախկին մեկնաբանությունները ստանդարտ կոսմոլոգիական մոդելի շրջանակներում ցույց էին տալիս նեյտրինոների «բացասական» զանգված, ինչը ֆիզիկապես անհնար է: CCBH մոդելը լուծում է այս պարադոքսը՝ ցույց տալով, որ բարիոնային նյութի մութ էներգիայի վերափոխումը նվազեցնում է ուշ տիեզերքում նյութի ընդհանուր քանակը՝ բավարար տեղ թողնելով նեյտրինոների դրական զանգվածի համար, որը համապատասխանում է երկրային փորձերին:

«Դուք գտնում եք, որ նեյտրինոների զանգվածի հավանականության բաշխումը ցույց է տալիս ոչ միայն դրական արժեք, այլև թիվ, որը լիովին համապատասխանում է ցամաքային փորձերին», — նշել է հետազոտության համահեղինակ Ռոգիեր Վինդհորստը Արիզոնայի պետական համալսարանից:

Ինչպե՞ս է դա աշխատում

CCBH մոդելը մութ էներգիայի արտադրությունը կապում է աստղերի ձևավորման գործընթացի հետ, որը չափվում է Hubble և James Webb տիեզերական աստղադիտակներով: Երբ զանգվածեղ աստղերը փլուզվում են սև խոռոչների մեջ, նրանց նյութը վերածվում է մութ էներգիայի, ինչը մեծացնում է տիեզերքի ընդլայնման արագությունը: Այս գործընթացը բացատրում է, թե ինչու, ըստ DESI-ի տվյալների, մութ էներգիայի խտությունն աճում է ժամանակի ընթացքում, ինչպես նաև վերացնում է տիեզերքի ընդլայնման արագության (Հաբբլի հաստատուն) չափումների անհամապատասխանությունները:

«CCBH մոդելը քանակապես կապում է այնպիսի երևույթներ, որոնք առաջին հայացքից չպետք է կապված լինեն: Սա մեծ և փոքր մասշտաբների խառնուրդ է, որը հակասում է մեր սովորական գծային ինտուիցիային», — նշել է համահեղինակ Դունկան Ֆարրան Հավայիի համալսարանից:

Վարկածի հաստատում

Արիզոնայի Կիտտ-Պիկ աստղադիտարանում գտնվող Mayall աստղադիտակի վրա տեղադրված 5000 ռոբոտացված «աչքերով» հավաքված DESI-ի տվյալները թույլ են տվել գիտնականներին ստեղծել միլիոնավոր գալակտիկաների ճշգրիտ քարտեզներ՝ ընդգրկելով տիեզերական պատմության միլիարդավոր տարիներ: Այս քարտեզները ցույց են տվել, որ մութ էներգիայի խտությունն աճում է սև խոռոչների թվի աճին զուգահեռ՝ հաստատելով CCBH վարկածը:

Ավելի վաղ մոդելը ստացել է աջակցություն գալակտիկաների կենտրոններում գտնվող գերզանգվածային սև խոռոչների աճի դիտարկումների շնորհիվ, որոնք նույնպես ցույց են տալիս մութ էներգիայի հետ կապը: Հետազոտողները ընդգծում են, որ տեսության վերջնական հաստատման համար անհրաժեշտ են լրացուցիչ դիտարկումներ և ավելի խիստ ստուգումներ:

Ինչո՞ւ է սա կարևոր

Եթե CCBH վարկածը հաստատվի, այն կտրուկ կփոխի տիեզերքի էվոլյուցիայի մասին մեր պատկերացումները: Մութ էներգիան, ստատիկ «հաստատուն» լինելու փոխարեն, պարզվում է դինամիկ գործընթաց, որը կապված է աստղերի և սև խոռոչների կյանքի ցիկլի հետ: Սա նաև նոր հեռանկարներ է բացում էկզոմոլորակների և գալակտիկաների ուսումնասիրության համար, քանի որ սև խոռոչները, հնարավոր է, կարևոր դեր խաղան կոսմոլոգիական դինամիկայում:

«Հիմնարար առումով, հարցը, թե արդյոք սև խոռոչները մութ էներգիայի աղբյուր են, կապված տիեզերքի ընդլայնման հետ, դադարել է լինել զուտ տեսական: Այժմ սա փորձարարական հարց է», — ընդգծել է հետազոտության համահեղինակ Գրեգորի Տարլեն Միչիգանի համալսարանից:

Հակիրճ…

DESI թիմի կողմից առաջարկված նոր վարկածը պնդում է, որ աստղերի փլուզման ժամանակ ձևավորվող սև խոռոչները նյութը վերածում են մութ էներգիայի՝ ապահովելով տիեզերքի արագացված ընդլայնումը: Physical Review Letters-ում հրապարակված CCBH մոդելը բացատրում է մութ էներգիայի էվոլյուցիան և լուծում նեյտրինոների զանգվածի պարադոքսը՝ վերադարձնելով այն դրական միջակայք: DESI-ի տվյալներով և աստղերի ձևավորման դիտարկումներով հաստատված այս տեսությունը կարող է հեղափոխություն առաջացնել կոսմոլոգիայում՝ ցույց տալով, որ սև խոռոչները ոչ միայն կործանիչներ են, այլև տիեզերքի առանցքային «շարժիչներ»: Գիտնականները շարունակում են տվյալներ հավաքել՝ ստուգելու այս վարկածը, որը խոստանում է փոխել տիեզերքի մասին մեր պատկերացումները:

Հետևեք մեզ՝ այստեղ