Das zeigen Messungen in alten Galaxien Schwarze Löcher wachsen schneller als erwartet, und dies stimmt mit dem von Einsteins Gravitationstheorie vorhergesagten Phänomen überein. Dieses Ergebnis könnte möglicherweise bedeuten, dass unserem Bild des Universums nichts hinzugefügt werden muss, um den Ursprung der Dunklen Energie zu erklären – ihre Quelle könnten existierende Schwarze Löcher sein.
Zu diesem Schluss kam ein Team aus 17 Forschern. „Das ist ein wirklich tolles Ergebnis. Wir begannen damit, zu untersuchen, wie Schwarze Löcher im Laufe der Zeit wachsen, und haben möglicherweise die Antwort auf eines der größten Probleme der Kosmologie gefunden“, sagte Co-Autor Dr. Dave Clements. „Sollte sich die Theorie bestätigen, wird sie die gesamte Kosmologie revolutionieren, denn wir werden endlich eine Antwort auf die Frage nach dem Ursprung bekommen dunkle Energie, das Kosmologen und theoretische Physiker seit mehr als 20 Jahren verwirrt", fügen die Wissenschaftler hinzu.
In den 1990er Jahren wurde entdeckt, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt – einige Objekte bewegen sich immer schneller von anderen weg, obwohl die Schwerkraft diesen Prozess verlangsamen sollte. Um dies zu erklären, wurde angenommen, dass "dunkle Energie" dafür verantwortlich ist, Objekte auseinanderzudrücken. Das hat mit dem Konzept zu tun Kosmologische Konstante, die Einstein einmal vorgeschlagen, aber später verworfen hat.
Die neuen Daten zeigten, dass Schwarze Löcher so an Masse gewinnen, dass sie die Energie des Vakuums enthalten, eine Quelle dunkler Energie darstellen und die Bildung von Singularitäten in ihrem Zentrum überflüssig machen. Diese Schlussfolgerung wurde nach der Untersuchung von neun Milliarden Jahren der Evolution von Schwarzen Löchern gezogen. Diese Objekte entstehen, wenn massereiche Sterne das Ende ihres Lebens erreichen. Wenn sie sich in den Zentren von Galaxien befinden, werden sie supermassereiche Schwarze Löcher genannt, und sie haben eine Masse, die Millionen bis Milliarden Mal größer ist als die Masse unserer Sonne. Schwarze Löcher können an Größe zunehmen, indem sie Materie ansammeln, indem sie zum Beispiel Sterne absorbieren oder mit anderen Schwarzen Löchern verschmelzen.
Die Forscher untersuchten elliptische Riesengalaxien, die am Anfang des Universums entstanden und dann in einen Ruhezustand übergingen. Sie bilden keine Sterne, daher gibt es fast kein Material für die Akkretion eines Schwarzen Lochs im Zentrum, was bedeutet, dass ein weiteres Wachstum durch diesen Prozess nicht erklärt werden kann. Gleichzeitig zeigte ein Vergleich von Beobachtungen entfernter Galaxien (als sie jung waren) mit lokalen elliptischen Galaxien (die alt sind) einen signifikanten Anstieg – den heutigen Schwarze Löcher 7-20 Mal größer als vor 9 Milliarden Jahren.
Weitere Messungen verwandter Galaxienpopulationen in verschiedenen Stadien der Entwicklung des Universums zeigten eine Übereinstimmung zwischen der Größe des Universums und der Masse der Schwarzen Löcher. Dies deutet darauf hin, dass die gemessene Menge an dunkler Energie im Universum durch die Vakuumenergie von Schwarzen Löchern erklärt werden kann. Dies ist der erste Beobachtungsbeweis dafür, dass Schwarze Löcher tatsächlich Vakuumenergie enthalten und dass sie mit der Expansion des Universums „verbunden“ sind.
„Wir sprechen wirklich über zwei Dinge gleichzeitig: dass es Beweise dafür gibt, dass typische Lösungen für Schwarze Löcher auf langen Zeitskalen nicht funktionieren, und dass wir die erste vorgeschlagene astrophysikalische Quelle dunkler Energie haben“, sagte der Hauptautor Forschung, Duncan Farrah, Astronom der Universität von Hawaii. - Dies ist die erste Arbeit, bei der wir dem Universum als Quelle dunkler Energie nichts Neues hinzufügen: Schwarze Löcher sind die Quelle dunkler Energie in Einsteins Gravitationstheorie.
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