Наблюденията на древните галактики показаха, че черните дупки растат по-бързо и повече, отколкото се смяташе досега, в съответствие с феномена, предсказан от общата теория на относителността на Айнщайн. Ако откритията се потвърдят, това би означавало, че свръхмасивните черни дупки са източникът на цялата тъмна енергия, която съставлява 70% от нашата Вселена. До този извод стигна екип от 17 учени от девет държави.
„Ако тази теория не бъде опровергана, тя ще доведе до революция в цялата космология, тъй като най-малкото ще получим отговор на въпроса за произхода на тъмната енергия, който измъчва космолозите и теоретичните физици вече повече от 20 години“, заяви един от съавторите на изследването, Крис Парсън от Института за космически изследвания RAL в Англия.
През 90-те години на миналия век астрофизиците откриха, че разширяването на Вселената се ускорява – всички обекти в нея все по-бързо се отдалечават един от друг. Това не е лесно да се обясни, тъй като гравитационната сила между всички обекти би трябвало да забавя разширяването. Като хипотеза бе предложена идеята за „тъмната енергия“, която се счита за отговорна за ускореното разширяване. Тя бе свързана с идеята, предложена от Айнщайн, а след това отхвърлена от самия него, за „космологичната константа„, която се противопоставя на гравитацията и предпазва Вселената от колапс.
Тази концепция бе преразгледана след откриването на ускоряващото се разширение, заедно с основния ѝ елемент – вид енергия, включена в самото пространство-време, така наречената „енергия на вакуума“. Тя отблъсква обектите във Вселената, увеличавайки скоростта на разширяване. Черните дупки обаче не се вписват много добре в тази концепция, тъй като създават около себе си област с изключително висока гравитация, на която е трудно да се противодейства. Според получените нови резултати масата на черните дупки се увеличава в съответствие с хипотезата за енергията на вакуума.
Черните дупки могат да увеличават своята маса, като поглъщат материя или се сливат с други черни дупки. За да проверят дали само този ефект може да обясни нарастването на свръхмасивните черни дупки, екип от учени изследва еволюцията на черните дупки в центровете на галактиките за период от девет милиарда години, пише Phys.org.
Учените са изследвали конкретен тип галактики – гигантски елиптични галактики, които са се появили в ранната Вселена и оттогава са останали неактивни, т.е. спрели са да образуват звезди. Черните дупки в тях получават малко материал за растеж, така че всеки по-нататъшен техен растеж не може да бъде обяснен с обикновените астрофизически процеси.
Сравнявайки наблюденията на далечните галактики (т.е. млади галактики) с местните елиптични галактики (стари и мъртви), учените са забелязали много по-голям ръст на черните дупки, отколкото може да се обясни с акреция или сливане: съвременните черни дупки са от 7 до 20 пъти по-големи, отколкото са били преди 9 милиарда години.
По-нататъшните измервания в различни периоди от еволюцията на галактиките показаха, че теорията е съвместима с размера на Вселената и масата на черните дупки. Това означава, че измереното количество тъмна енергия може да се разглежда като вакуумната енергия на черните дупки.
Това е първото доказателство за наличието на енергия на вакуума в черните дупки, както и че черните дупки зависят от разширяването на Вселената и увеличават масата си с нейното разширяване. Ако последващите наблюдения потвърдят това, нашата представа за черните дупки ще трябва да бъде преразгледана.