Eine aktuelle Studie, veröffentlicht im Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, legt nahe, dass die Materie massiver Sterne während des gravitativen Kollapses möglicherweise wieder in Dunkle Energie umgewandelt wird, ähnlich einem kleinen umgekehrten Urknall. Diese Schlussfolgerung basiert auf Beobachtungen des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), das aus 5.000 robotischen Augen besteht, die am Mayall-Teleskop im Kitt Peak Observatory in den USA montiert sind.
Vor etwa 14 Milliarden Jahren trieb eine geheimnisvolle Energie eine exponentielle Expansion des frühen Universums an und erzeugte alle bekannte Materie, gemäß der vorherrschenden inflationären Theorie. Diese alte Energie weist grundlegende Merkmale der Dunklen Energie auf, die im heutigen Universum vorhanden ist und etwa 70 % des Kosmos ausmacht, jedoch schlecht verstanden wird.
Kevin Croker, Hauptautor der Studie und wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Arizona State University, bemerkte: „Wenn Schwarze Löcher Dunkle Energie enthalten, könnten sie sich mit dem sich ausdehnenden Universum koppeln und mit ihm wachsen, was ihr Wachstum beschleunigt.“ Vorläufige Daten aus dem ersten Jahr der geplanten fünfjährigen Studie von DESI zeigen einen vielversprechenden Anstieg der Dichte der Dunklen Energie im Laufe der Zeit, was die Hypothese über ihre Natur unterstützt.
Das Forschungsteam analysierte Daten von Zehntausenden von Millionen fernen Galaxien, die vom DESI gemessen wurden, das Milliarden von Jahren in die Vergangenheit blickt, um die Expansionsrate des Universums mit hoher Präzision zu bestimmen. Diese Daten können auch verwendet werden, um Veränderungen der Dunklen Energie im Laufe der Zeit abzuleiten.
Durch den Vergleich dieser Ergebnisse mit den Bildungsgeschwindigkeiten von Schwarzen Löchern, die aus dem Tod massiver Sterne während der Geschichte des Universums entstanden sind, beobachteten die Forscher eine Korrelation: Als neue Schwarze Löcher entstanden, nahm die Menge der Dunklen Energie im Universum entsprechend zu.
Duncan Farrah, außerordentlicher Professor für Physik an der Universität von Hawaii und Mitautor der Studie, erklärte: „Beide Phänomene waren konsistent: Als neue Schwarze Löcher entstanden, nahm die Menge der Dunklen Energie im Universum auf die richtige Weise zu.“ Dies deutet auf eine plausible Verbindung zwischen Schwarzen Löchern und Dunkler Energie hin.
Diese Forschung ergänzt einen wachsenden Körper von Literatur, der die Möglichkeit eines kosmologischen Couplings in Schwarzen Löchern untersucht. Eine Studie aus dem Jahr 2023, an der viele Autoren des aktuellen Artikels beteiligt waren, berichtete über kosmologisches Coupling in supermassiven Schwarzen Löchern in galaktischen Zentren und regte weitere Untersuchungen zu diesem Effekt in verschiedenen Schwarzen Löchern im Universum an.
Brian Cartwright, Astrophysiker und Mitautor, hob hervor, dass die neue Forschung Schwarze Löcher mit Dunkler Energie basierend auf dem Zeitpunkt ihrer Entstehung verbindet, anstatt auf ihren Wachstumsraten, wie zuvor untersucht. Bemerkenswerterweise sind die meisten relevanten Schwarzen Löcher jünger und entstanden während einer Phase aktiver Sternentstehung.
Die nächsten Schritte bestehen darin, die Standorte dieser Schwarzen Löcher und ihre Bewegungen in den letzten 8 Milliarden Jahren zu bestimmen, eine Aufgabe, die die Wissenschaftler derzeit angehen.