Протягом десятиліть вчені мізкували над головною космічною загадкою: чому розширення Всесвіту прискорюється, а не сповільнюється під дією гравітації? Пошуки відповіді спонукали групи вчених з усього світу шукати невидиму силу, названу «темною енергією», яка могла б пояснити це спостереження. Нові дослідження, можливо, нарешті дали нам той прорив, на який ми так довго чекали.

Дві нові статті, опубліковані групою з 17 міжнародних вчених, пропонують перші спостережні докази існування джерела темної енергії. За словами авторів, після аналізу даних, що охоплюють 9 мільярдів років космічної еволюції, найбільш вірогідною відповіддю є чорні діри — але не так, як ви, мабуть, їх розумієте.

«Якщо теорія підтвердиться, то це влаштує революцію у всій космології, тому що нарешті у нас є рішення щодо походження темної енергії, яке спантеличувало космологів і фізиків-теоретиків більше 20 років», – сказав у своїй заяві співавтор дослідження Кріс Пірсон з британської компанії «RAL Space».

Ключ до відкриття полягав у відстеженні швидкості зростання чорних дір відносно їхнього положення в історії Всесвіту. Дослідники виявили, що чорні діри, вбудовані в стародавні галактики, які сформувалися в ранньому Всесвіті (які зараз мертві, і тому не утворюють нового матеріалу для живлення своїх чорних дір), були більш масивними, ніж можна було б пояснити традиційними методами зростання, які полягають в поглинанні зірок і злитті з іншими чорними дірами. Дослідники також виявили, що чорні діри стають більш масивними у відносній відповідності з розширенням Всесвіту. Це явище, пишуть дослідники, відоме як «космологічне зчеплення».

«Таким чином, ми припускаємо, що зоряні залишкові чорні діри є астрофізичним джерелом темної енергії», – пишуть автори дослідження.

Цей висновок вимагає, щоб ми думали про чорні діри трохи інакше, ніж зазвичай. Зазвичай чорні діри уявляються як такі, що містять гравітаційну сингулярність. Ця ж ідея припускає, що замість сингулярності всередині чорної діри міститься енергія вакууму. Енергія вакууму випливає з ідеї, що замість того, щоб бути повною порожнечею, вакуум насправді має складну структуру на квантовому рівні.

Хоча це відкриття, безумовно, вражає уяву, насправді воно чітко вписується в чинну модель Всесвіту. Це означає, що нема потреби уявляти собі якусь зовнішню силу, що змушує Всесвіт розширюватися, і прибирає твердження, що чорні діри мають містити гравітаційну сингулярність, яка залишається гострою проблемою у фізиці.

«Ми фактично говоримо про дві речі одночасно: що є докази того, що типові рішення для чорних дір не працюють у довгому часовому масштабі, і що ми маємо перше запропоноване астрофізичне джерело темної енергії», – сказав перший автор статті Дункан Фарра з Гавайського університету, який очолював дослідження. – Це не означає, що інші люди не пропонували джерел темної енергії, але це перше спостереження, в якому ми не додаємо нічого нового до Всесвіту як джерела темної енергії: чорні діри в теорії гравітації Ейнштейна – це і є темна енергія».