Παρατηρησιακές αποδείξεις ότι υπάρχει σύνδεση μεταξύ των μαύρων τρυπών και της σκοτεινής ενέργειας στο σύμπαν δημοσίευσε πρόσφατα ομάδα ερευνητών με την συμμετοχή και του Πρύτανη του Ευρωπαϊκού Πανεπιστημίου Κύπρου και Καθηγητή Αστροφυσικής και Επιστημονικού Υπολογισμού, Ανδρέα Ευσταθίου.
Το ΚΥΠΕ συνομίλησε με τον κ. Ευσταθίου για αυτή την ανακάλυψη η οποία εξηγεί τη φύση της σκοτεινής ενέργειας χωρίς να καταφεύγει σε νέες θεωρίες στη φυσική και για πρώτη φορά προτείνει μια αστροφυσική πηγή για τη σκοτεινή ενέργεια.
Η ομάδα των ερευνητών αποτελείται από 17 επιστήμονες από εννέα διαφορετικές χώρες.
Η ομάδα μας, είπε στο ΚΥΠΕ ο κ. Ευσταθίου, βρήκε παρατηρησιακές αποδείξεις ότι υπάρχει σύνδεση μεταξύ των μαύρων τρυπών και της σκοτεινής ενέργειας, όταν λάβουμε υπόψιν ότι οι μαύρες τρύπες υπάρχουν σε ένα Σύμπαν που διαστέλλεται. Αυτό, εξήγησε, αναφέρεται ως κοσμολογική σύζευξη.
Ανέφερε ότι εάν επιβεβαιωθεί η κοσμολογική σύζευξη, αυτό θα σήμαινε ότι οι μαύρες τρύπες δεν αποσυνδέονται ποτέ εντελώς από το σύμπαν μας, ότι συνεχίζουν να ασκούν σημαντική επιρροή στην εξέλιξη του σύμπαντος στο μακρινό μέλλον.
Η σημασία αυτής της ανακάλυψης, πρόσθεσε, είναι ότι εξηγεί τη φύση της σκοτεινής ενέργειας χωρίς να καταφεύγει σε νέες θεωρίες στη φυσική.
Σημείωσε ότι η σκοτεινή ενέργεια εξηγείται από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν όταν οι μαύρες τρύπες τοποθετούνται στο πλαίσιο ενός διαστελλόμενου Σύμπαντος.
«Η μελέτη μας για πρώτη φορά προτείνει μια αστροφυσική πηγή για τη σκοτεινή ενέργεια», διευκρίνισε.
Είπε ότι αυτές οι νέες μετρήσεις, εάν υποστηρίζονται από περαιτέρω στοιχεία, επαναπροσδιορίζουν την κατανόησή μας για το τι είναι μια μαύρη τρύπα.
Τι είναι οι μαύρες τρύπες και η σκοτεινή ενέργεια
————————–
Κληθείς να εξηγήσει τις δύο έννοιες, είπε αρχικά ότι οι μαύρες τρύπες και η σκοτεινή ενέργεια είναι δύο από τις πιο μυστηριώδεις έννοιες στην αστροφυσική και την κοσμολογία.
Οι μαύρες τρύπες, επισήμανε, είναι το τελικό προϊόν της εξέλιξης των άστρων με μάζα μερικές φορές όσο αυτή του ήλιου. Η βαρύτητα τους είναι τόσο ισχυρή που ούτε το φως δεν διαφεύγει.
«Γνωρίζουμε την ύπαρξή τους κυρίως από την επίδραση που ασκούν στο περιβάλλον τους», ανέφερε στο ΚΥΠΕ ο Καθηγητής.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον, συνέχισε ο κ. Ευσταθίου, παρουσιάζουν οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, οι οποίες έχουν εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου, και οι οποίες βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών.
Υπενθύμισε ακόμη ότι το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 2020 απονεμήθηκε στον Roger Penrose για τη θεωρητική του εργασία στις μαύρες τρύπες και στους Andrea Ghez και Reinhard Genzel για την εργασία τους στην εύρεση στοιχείων για μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας.
Σε ό,τι αφορά στην σκοτεινή ενέργεια, είπε ότι είναι η μυστηριώδης μορφή ενέργειας που πιστεύεται ότι διαπερνά το Σύμπαν και που προκαλεί την επιταχυνόμενη διαστολή του που ανακαλύφθηκε το 1998.
Το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 2011 απονεμήθηκε στους Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt και Adam G. Riess για αυτή την ανακάλυψη.
«Μέχρι στιγμής δεν έχει υπάρξει μια πειστική εξήγηση για τη φύση και την προέλευση της σκοτεινής ενέργειας», τόνισε ο Καθηγητής.
Τι ακριβώς ανακάλυψε η ομάδα των επιστημόνων
————————
Η ομάδα μας, είπε στο ΚΥΠΕ ο κ. Ευσταθίου, βρήκε παρατηρησιακές αποδείξεις ότι υπάρχει σύνδεση μεταξύ των μαύρων τρυπών και της σκοτεινής ενέργειας, όταν λάβουμε υπόψιν ότι οι μαύρες τρύπες υπάρχουν σε ένα Σύμπαν που διαστέλλεται. Αυτό, είπε, αναφέρεται ως κοσμολογική σύζευξη.
Συνέχισε λέγοντας πως η «ομάδα των ερευνητών μας, η οποία αποτελείται από 17 επιστήμονες από 9 διαφορετικές χώρες, δημοσίευσε πρόσφατα δύο εργασίες, μία στο “The Astrophysical Journal” και μία στο “The Astrophysical Journal Letters”, που μελέτησαν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στις καρδιές αρχαίων και αδρανών ελλειπτικών γαλαξιών».
Η πρώτη εργασία, είπε, διαπίστωσε ότι αυτές οι μαύρες τρύπες αποκτούν μάζα σε δισεκατομμύρια χρόνια με τρόπο που δεν μπορεί εύκολα να εξηγηθεί από τυπικές διαδικασίες γαλαξιών και μαύρων τρυπών, όπως συγχωνεύσεις ή συσσώρευση αερίου.
Η δεύτερη εργασία, πρόσθεσε, διαπιστώνει ότι η αύξηση της μάζας αυτών των μαύρων τρυπών ταιριάζει με προβλέψεις για μαύρες τρύπες που όχι μόνο συζευγνύουν κοσμολογικά, αλλά περικλείουν επίσης ενέργεια κενού – υλικό που προκύπτει από τη συμπίεση της ύλης όσο το δυνατόν περισσότερο χωρίς να παραβιάζονται οι εξισώσεις του Αϊνστάιν, αποφεύγοντας έτσι μια βαρυτική ανωμαλία.
Στη συνέχεια, συμπλήρωσε, η εργασία δείχνει ότι η συνδυασμένη ενέργεια κενού των μαύρων τρυπών που παράγεται στους θανάτους των πρώτων αστεριών του σύμπαντος συμφωνεί με τη μετρούμενη ποσότητα σκοτεινής ενέργειας στο σύμπαν μας.
Η σημασία της ανακάλυψης
————————
Ερωτηθείς ποια είναι η σημασία αυτής της ανακάλυψης και πώς αυτή αλλάζει τα δεδομένα, ο Πρύτανης είπε στο ΚΥΠΕ ότι «η σημασία αυτής της ανακάλυψης είναι ότι εξηγεί τη φύση της σκοτεινής ενέργειας χωρίς να καταφεύγει σε νέες θεωρίες στη φυσική».
Η σκοτεινή ενέργεια, συνέχισε, εξηγείται από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν όταν οι μαύρες τρύπες τοποθετούνται στο πλαίσιο ενός διαστελλόμενου Σύμπαντος.
«Η μελέτη μας για πρώτη φορά προτείνει μια αστροφυσική πηγή για τη σκοτεινή ενέργεια», διευκρίνισε.
Είπε ότι αυτές οι νέες μετρήσεις, εάν υποστηρίζονται από περαιτέρω στοιχεία, επαναπροσδιορίζουν την κατανόησή μας για το τι είναι μια μαύρη τρύπα.
«Η μελέτη μας παρέχει ένα πλαίσιο για τους θεωρητικούς φυσικούς και αστρονόμους να κάνουν περαιτέρω μελέτες και να ρίξουν φως στην ιδέα. Η τρέχουσα γενιά πειραμάτων σκοτεινής ενέργειας όπως το Φασματοσκοπικό Όργανο Σκοτεινής Ενέργειας (DESI) και η Έρευνα Σκοτεινής Ενέργειας (DES) αναμένεται να συμβάλουν σε αυτή την προσπάθεια», πρόσθεσε.
Ανέφερε ότι εάν επιβεβαιωθεί η κοσμολογική σύζευξη, αυτό θα σήμαινε ότι οι μαύρες τρύπες δεν αποσυνδέονται ποτέ εντελώς από το σύμπαν μας, ότι συνεχίζουν να ασκούν σημαντική επιρροή στην εξέλιξη του σύμπαντος στο μακρινό μέλλον.
Πώς εμπλέκεται το Ευρωπαϊκό Πανεπιστήμιο Κύπρου
—————————–
Ο Καθηγητής Ευσταθίου είπε στο ΚΥΠΕ ότι συνεργάζεται με τον πρώτο συγγραφέα των δύο εργασιών (καθηγητή Duncan Farrah στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης) και άλλα μέλη της ομάδας για περισσότερο από δύο δεκαετίες. Ένας άλλος βασικός συνεργάτης, είπε, είναι ο Δρ David Clements στο Imperial College του Λονδίνου και ο Δρ Chris Pearson στο Rutherford Appleton Laboratory στο Oxfordshire.
Είπε ακόμη ότι το κύριο ενδιαφέρον για το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς που έχει κάνει στο παρελθόν με μέλη αυτής της ομάδας ήταν κυρίως η μελέτη υπερμεγέθων μαύρων τρυπών σε μια κατηγορία γαλαξιών γνωστών ως υπερφωτεινοί υπέρυθροι γαλαξίες ή ULIRGs.
Εξήγησε πως οι ULIRGs είναι το αποτέλεσμα της συγχώνευσης δύο μεγάλων σπειροειδών γαλαξιών και προορίζονται να γίνουν ελλειπτικοί γαλαξίες.
Ο κ. Ευσταθίου είπε ότι η προηγούμενη συνεργασία και η τεχνογνωσία που αναπτύχθηκε ήταν απαραίτητες για το συμπέρασμα στην πρώτη εργασία ότι οι μαύρες τρύπες σε ελλειπτικούς γαλαξίες αποκτούν μεγαλύτερη μάζα τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια από ό,τι μπορεί να εξηγηθεί από γνωστές διαδικασίες στην εξέλιξη των γαλαξιών.
«Η ομάδα μας έχει επίσης τεχνογνωσία στη μελέτη της ιστορίας σχηματισμού αστεριών στο Σύμπαν. Αυτή η τεχνογνωσία ήταν απαραίτητη για τους υπολογισμούς στη δεύτερη εργασία που δείχνουν ότι η ποσότητα της σκοτεινής ενέργειας στο Σύμπαν σήμερα (~68% του συνόλου) μπορεί να εξηγηθεί από τις μαύρες τρύπες που δημιουργήθηκαν από το θάνατο αστεριών στην ιστορία του Σύμπαντος», κατέληξε ο Πρύτανης.
Πηγή: ΚΥΠΕ
