دانشمندان با داده‌های DESI پیوند سیاه‌چاله‌ها با انبساط شتاب‌دار جهان را آشکار کردند
دانشمندان با بهره‌گیری از داده‌های تلسکوپ DESI در حال بررسی یک نظریه پیشگامانه هستند که سیاه‌چاله‌ها را به انبساط شتاب‌دار جهان متصل می‌کند. این نظریه بیان می‌دارد انرژی تاریک، که نزدیک به هفتاد درصد جهان را تشکیل می‌دهد و محرک انبساط آن است، می‌تواند از فرآیند‌هایی درون سیاه‌چاله‌ها، مشابه یک انفجار بزرگ معکوس، ریشه بگیرد.
به گزارش سرویس اخبار نجوم رسانه تکنا، حدود چهاردهمیلیارد سال پیش در آغاز انفجار بزرگ، یک انرژی مرموز باعث انبساط جهان شد که تمام ماده شناخته‌شده را آفرید. این پدیده که با نظریه جهان تورمی توصیف می‌شود، صحنه را برای کیهان کنونی فراهم آورد. این انرژی باستانی ویژگی‌های کلیدی را با انرژی تاریک امروز مشترک دارد. انرژی تاریک نزدیک به هفتاد درصد جهان را در بر می‌گیرد، با این حال ماهیت آن برای دانشمندان همچنان مبهم است.
گرگوری تارله، استاد فیزیک در دانشگاه می‌شیگان و از نویسندگان این مطالعه، اظهار کرد اگر بپرسید کجا در جهان امروز جاذبه‌ای قوی مانند ابتدای جهان مشاهده می‌شود، پاسخ در مرکز سیاه‌چاله‌ها است. ممکن است آنچه در طول تورم رخ داد، برعکس شده باشد؛ ماده یک ستاره عظیم در طول فروپاشی گرانشی مجدد به انرژی تاریک تبدیل شود — همانند یک انفجار بزرگ کوچک که به صورت معکوس پخش می‌شود.
در مطالعه اخیر منتشر شده در مجله کیهان‌شناسی و فیزیک ذرات نجومی، تارله و همکارانش از پنج موسسه مختلف شواهد جدیدی ارائه کرده‌اند که از این ایده حمایت می‌کند. این داده‌ها با استفاده از تلسکوپ طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI) گردآوری شده‌اند. DESI متشکل از پانصد چشمه رباتیک روی تلسکوپ مایال در رصدخانه ملی کیت پیک در سرزمین قبیله توهونو اود‌هام است و بینش‌های تازه‌ای درباره رابطه سیاه‌چاله‌ها و انرژی تاریک فراهم می‌کند.
کوین کروکر، محقق پژوهشی در دانشگاه ایالتی آریزونا و از نویسندگان اصلی مطالعه، گفت اگر سیاه‌چاله‌ها حاوی انرژی تاریک باشند، می‌توانند با جهان در حال انبساط جفت شوند و با آن رشد کنند و باعث شتاب رشد شوند. ما نمی‌توانیم جزئیات نحوه این اتفاق را درک کنیم، اما می‌توانیم شواهدی ببینیم که نشان می‌دهد این پدیده در حال رخ دادن است.
داده‌های سال اول از برنامه پنج ساله DESI نشان می‌دهد چگالی انرژی تاریک با گذشت زمان افزایش یافته است. محققان می‌گویند این یک سرنخ قانع‌کننده در حمایت از این ایده درباره ماهیت انرژی تاریک است، زیرا این افزایش با افزایش تعداد و جرم سیاه‌چاله‌ها در طول زمان هم‌سو است.
برای جستجوی شواهد انرژی تاریک در سیاه‌چاله‌ها، تیم از داده‌های ده‌ها می‌لیون کهکشان دور که توسط DESI اندازه‌گیری شده‌اند، استفاده کرد. این ابزار به می‌لیارد‌ها سال پیش نگاه می‌کند و داده‌هایی جمع‌آوری می‌کند که امکان تعیین شدت انبساط جهان با دقت بالا را می‌دهد. از این داده‌ها می‌توان برای استنباط تحولات مقدار انرژی تاریک در طول زمان نیز بهره برد.
تیم این داده‌ها را با تعداد سیاه‌چاله‌هایی که در مرگ ستارگان بزرگ در طول تاریخ جهان شکل گرفته‌اند، مقایسه کرد. دانکن فرا، استاد فیزیک دانشگاه هاوایی و از نویسندگان مطالعه، بیان کرد این دو پدیده با هم سازگار بودند — با شکل‌گیری سیاه‌چاله‌های جدید در مرگ ستارگان عظیم، مقدار انرژی تاریک در جهان به روشی صحیح افزایش یافت. این می‌تواند دلیلی بر آن باشد که سیاه‌چاله‌ها منبع انرژی تاریک هستند.
مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۳ با مشارکت بسیاری از نویسندگان این مقاله، جفت‌سازی کیهانی را در سیاه‌چاله‌های ابرپرجرم در مرکز کهکشان‌ها گزارش داد. آن گزارش تیم‌های دیگر را به جستجوی این اثر در سیاه‌چاله‌ها در مکان‌های مختلف جهان ترغیب کرد. تفاوت کلیدی در مقاله جدید این است که اکثر سیاه‌چاله‌های مرتبط جوان‌تر از موارد قبلی هستند. این سیاه‌چاله‌ها در عصری متولد شده‌اند که شکل‌گیری ستاره‌ها به خوبی در جریان بوده، نه در آغاز آن.
راجر ویندهورست، دانشمند بین‌رشته‌ای برای JWST و استاد اکتشاف زمین و فضا در دانشگاه ایالتی آریزونا، گفت این پدیده در زمان بسیار بعد‌تر در جهان رخ می‌دهد و با اندازه‌گیری‌های تازه تشکیل و رشد سیاه‌چاله که با تلسکوپ‌های فضایی هابل و وب مشاهده شده، هم‌سو است.