Deze nieuwe ontdekking over donkere energie zet ons idee van het universum op z'n kop

Al tientallen jaren staan wetenschappers voor een groot kosmisch raadsel: waarom versnelt de uitbreiding van het universum in plaats van dat die door zwaartekracht vertraagt? Deze vraag heeft groepen van over de hele wereld ertoe aangezet om op zoek te gaan naar een onzichtbare kracht, “donkere energie” genoemd, die deze observatie zou kunnen verklaren. Een nieuw onderzoek zou ons misschien eindelijk een langverwacht antwoord kunnen geven. 

Een stel nieuwe papers dat door een team van zeven internationale wetenschappers werd gepubliceerd geeft ons het eerste observationele bewijs voor een bron van donkere energie. Na het bestuderen van data die 9 miljard jaar aan kosmische evolutie beslaat kwam het team tot de conclusie dat zwarte gaten wel eens het waarschijnlijkste antwoord zouden kunnen zijn – maar niet op de manier zoals jij ze waarschijnlijk begrijpt. 

“Als de theorie standhoudt zou hij het hele veld van kosmologie revolutioneren, omdat we eindelijk een oplossing hebben voor de oorsprong van donkere energie, iets waar kosmologen en theoretische fysici al meer dan 20 jaar van in de war zijn,” zei mede-auteur Chris Pearson, van RAL Space in het VK, in een statement. 

De ontdekking werd gedaan door de mate van groei van zwarte gaten te volgen ten opzichte van hun positie in de geschiedenis. De onderzoekers ontdekten dat zwarte gaten die zich in oude sterrenstelsels bevinden die zich in het vroege universum hebben gevormd en onderhand dood zijn (en dus geen nieuw materiaal vormen om aan hun zwarte gaten te voeren) veel groter zijn dan volgens de traditionele methodes van groei (oftewel het opeten van sterren en samenvoegen met andere zwarte gaten) zou moeten zijn. Daarnaast ontdekten ze ook dat de zwarte gaten op relatief gelijke voet met het uitbreidende universum aan het groeien waren. Volgens de onderzoekers heet dit fenomeen “kosmische koppeling”. 

“Aan de hand daarvan leggen we voor dat stellaire overgebleven zwarte gaten de astrofysische oorsprong van donkere energie zijn,” schrijven de auteurs in het onderzoek. 

Door deze conclusie moeten we iets anders over zwarte gaten nadenken. Zwarte gaten worden over het algemeen voorgesteld met een singulariteit in hun midden, een plek waar zelfs de zwaartekracht instort. Volgens dit nieuwe idee zit er in het midden van een zwart gat geen singulariteit maar vacuümenergie. Het idee van vacuümenergie is dat, in plaats van dat een vacuüm een volledige leegte is, het in werkelijkheid een complexe structuur op de kwantumschaal heeft. 

Een blogpost van de American Astronomical Society over het onderzoek legt uit: “Traditionele zwarte gaten met een singulariteit zouden een koppelkracht van 0 hebben, terwijl zwarte gaten met vacuümenergie een koppelkracht van 3 zouden hebben. Uiteindelijk kwam het team erachter dat die koppelkracht ongeveer 3.11 was, en hadden ze met 99.98 procent zekerheid bepaald dat nulkoppeling niet mogelijk was.”

Hoewel dit zeker een waanzinnige ontdekking is, sluit het eigenlijk goed aan op de bestaande modellen van het universum. Het is dus niet nodig om na te denken over een externe kracht die het universum doet uitbreiden, en de vereiste dat zwarte gaten een singulariteit moeten bevatten, iets wat een netelig probleem in de natuurwetenschappen blijft, vervalt ook. 

“We zeggen eigenlijk twee dingen tegelijk: dat er bewijs is dat de gebruikelijke oplossingen voor zwarte gaten niet altijd gelden als je het over een zeer lange tijdschaal hebt, en dat we de eerste voorgestelde astrofysische bron voor donkere energie hebben,” zegt hoofdauteur Duncan Farrah van de Universiteit van Hawai’i, die ook het onderzoek leidde. 

“Dit betekent niet dat andere mensen geen bronnen voor donkere energie hebben voorgesteld, maar dat dit het eerste observationele onderzoek is waarbij er niets nieuws aan het universum wordt toegevoegd als een bron voor donkere energie: de zwarte gaten in Einsteins theorie van zwaartekracht zijn de donkere energie.”

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Motherboard.

Volg VICE België en VICE Nederland ook op Instagram.