سیاه‌چاله‌ها می‌توانند عامل انبساط جهان باشند

ستاره‌شناس‌ها احتمالا به شواهدی هیجان‌انگیز دست یافته‌اند که نشان می‌دهد انرژی تاریک، نیروی اسرارآمیزی که عامل افزایش سرعت انبساط جهان ما است، می‌تواند به سیاه‌چاله‌ها ربط داشته باشد.

انرژی تاریک نزدیک به ۷۰ درصد از جهان ما را تشکیل می‌دهد و تصور می‌شود که پس از بیگ‌بنگ در حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش، به عاملی برای رشد کیهان تبدیل شده است. بااین‌حال منشاء دقیق این نیروی اسرارآمیز نامشخص است.

براساس نظریه‌ای بنیادی که ستاره‌شناس‌ها در سال‌های اخیر پیشنهاد دادند، انرژی تاریک به‌جای اینکه به‌صورت پراکنده در فضا وجود داشته باشد، می‌تواند از قلب سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم سرچشمه بگیرد. با این‌حال برخی دیگر این نظریه را عجیب و غریب دانستند.

اکنون پژوهشی جدید که ۲۸ اکتبر در مجله‌ کیهان‌شناسی و اخترفیزیک ذره‌ای منتشر شد، ادعا می‌کند که اولین نشانه‌های ارتباط بین دو پدیده‌ی به ظاهر نامرتبط را پیدا کرده است: تطبیق بین افزایش چگالی انرژی تاریک و افزایش جرم سیاه‌چاله‌ها با افزایش سن جهان. گرگوری تارله، نویسنده همکار مطالعه و استاد فیزیک دانشگاه میشیگان در بیانیه‌ای گفت:

اگر از خود بپرسید که در کجای جهان گرانش را به اندازه‌ی ابتدای جهان قدرتمند می‌بینیم، پاسخ مرکز سیاه‌چاله‌ها خواهد بود. ممکن است آنچه درطول تورم رخ داد، وارونه شود، به گونه‌ای که ماده‌ی ستاره‌های کلان‌جرم در طول فروپاشی گرانشی به انرژی تاریک تبدیل شود. این فرآیند از این لحاظ به بیگ‌بنگی کوچک شباهت دارد که به صورت معکوس اجرا می‌شود.

برای جستجوی سرنخ‌هایی مبنی بر ارتباط انرژی تاریک به سیاه‌چاله‌ها، پژوهشگرها از ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI) نصب‌شده روی تلسکوپ ۴ متری نیکولاس یو مایال در آریزونا استفاده کردند که موقعیت مکانی ماهانه‌ی میلیون‌ها کهکشان را برای بررسی چگونگی انبساط جهان تا امروز نشان می‌دهد. این امر ستاره‌شناس‌ها را قادر می‌سازد تا چگالی انرژی تاریک در طول حیات جهان را از سرعتی که کیهان به بیرون گسترش می‌یابد، استنباط کنند.

پژوهشگرها با مقایسه‌ی داده‌های نشانگر انرژی تاریک با رشد سیاه‌چاله در مراحل مختلف عمر جهان، مشاهداتی جالب انجام دادند. دانکان فرح، یکی از مؤلفان پژوهش و استاد فیزیک دانشگاه هاوایی می‌گوید:

دو پدیده با یکدیگر سازگار بودند. وقتی سیاه‌چاله‌های جدید به دنبال مرگ ستاره‌های کلان‌جرم متولد شدند، مقدار انرژی تاریک جهان هم افزایش یافت. به‌این‌ترتیب این احتمال افزایش یافت که سیاه‌چاله‌ها منبع انرژی تاریک باشند.

اگر فرضیه فوق اثبات شود می‌تواند به حل معمایی بزرگ در کیهان‌شناسی کمک کند. ستاره‌شناس‌ها از سال‌ها پیش دریافته‌اند که جهان ظاهرا بسته به جایی که به آن نگاه می‌کنند، با سرعت‌های متفاوتی در حال انبساط است. این مسئله با عنوان «تنش هابل» شناخته می‌شود. برخی از اندازه‌گیری‌ها بهترین درک فعلی ما از جهان را تأیید می‌کنند، درحالی‌که برخی دیگر آن را درخطر نقض‌شدن قرار می‌دهند.

بااین‌حال، ستاره‌شناس‌ها می‌گویند پیش از هر گونه نتیجه‌گیری قطعی باید رصدهای بیشتری با DESI و دیگر ابزارها انجام شود. تارله می‌گوید: «اساسا اینکه آیا سیاه‌چاله‌ها انرژی تاریک هستند و با جهانی که در آن زندگی می‌کنند، پیوند خورده‌اند یا خیر، دیگری پرسشی نظری نیست و اکنون مسئله‌ای تجربی محسوب می‌شود.»