Głęboko w kosmosie czają się potwory – czarne dziury – które są najgęstszymi obiektami we wszechświecie. Mogą być trudne do zauważenia, ponieważ pochłaniają wszystko, co się do nich zbliża, w tym światło. Nie wiemy więc dokładnie, ile z nich faktycznie istnieje we wszechświecie – ale naukowcy dokonali ostatnio szacunków.
W artykule opublikowanym w Astrophysical Journal, zespół włoskich i brytyjskich naukowców wykorzystał symulację znaną jako SEVN lub kod ciała gwiazdowego EVolution N, aby oszacować masy w ciałach niebieskich.Galaktyka składa się z gwiazd. Wykorzystując dane dotyczące tempa powstawania gwiazd i składu przestrzeni międzygalaktycznej, znanej jako ośrodek międzygwiazdowy, zespół obliczył, w jaki sposób masę galaktyki można wyjaśnić tymi czynnikami. Na tej podstawie byli w stanie określić „ukrytą” masę w czarnych dziurach.
Badania sugerują, że czarne dziury mogą być odpowiedzialne za większość masy galaktyk, z około 1% masy zwykłej materii w czarnych dziurach. Oznacza to, że wszechświat ma dużą liczbę czarnych dziur – około 40 bilionów, czyli 40, po których następuje łącznie 18 zer.
Potrzeba było współpracy wielu ekspertów z różnych dziedzin, aby opracować te szacunki, wyjaśnia jeden z badaczy, Andrea Lapi z Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) lub na poziomie School of Advanced Study International: w astrofizyce gwiazdowej, formowaniu galaktyk oraz ewolucja, fale grawitacyjne i astrofizyka wielorezonansowa; W związku z tym wymaga wspólnego wysiłku różnych członków grupy astrofizyczno-kosmologicznej SISSA oraz silnej współpracy z zewnętrznymi współpracownikami.
Możliwe, że czarne dziury wraz z gwiazdami, pyłem i gazem wspólnymi dla galaktyk i ośrodka międzygwiazdowego stanowią znaczną część masy Wszechświata. Ale być może zauważyłeś, że ten wynik sugeruje, że czarne dziury mogą stanowić 1% zwykłej materii.
Dzieje się tak, ponieważ zwykła materia, lub to, co fizycy nazywają materią barionową, sama w sobie jest tylko niewielką częścią całkowitej masy wszechświata. Wszystko, co widzimy wokół nas – każdy obiekt, każda cząstka – jest niższe niż piąta właściwość wszystkiego we wszechświecie. Reszta masy to ciemna materia i ciemna energia.
Czym jest większość wszechświata?
Trudne jest to, że nie możemy bezpośrednio obserwować ciemnej materii ani ciemnej energii. Wiemy, że muszą istnieć, ponieważ widzimy ich skutki, ale nikt nie był jeszcze w stanie ich bezpośrednio wykryć. Są to więc konstrukcje teoretyczne, ale większość kosmologów jest przekonana, że muszą istnieć.
Ciemna materia to nazwa teoretycznej cząstki, która stanowi około 27% wszechświata. Kiedy patrzysz na bardzo duże obiekty, takie jak galaktyki, sposób, w jaki się poruszają, pokazuje, że mają znacznie większą grawitację, a zatem znacznie większą masę niż możemy zobaczyć. Ta niewidzialna masa nazywana jest ciemną materią.
Ciemna energia jest teoretyczną formą energii, która naszym zdaniem musi istnieć ze względu na sposób, w jaki wszechświat się rozszerza. Naukowcy wiedzą, że wszechświat rozszerza się od dziesięcioleci, ale pomiary wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a w latach 90. pokazują, że rozszerza się on szybciej niż oczekiwano. Dodatkowa energia, która powoduje tę ekspansję, nazywa się ciemną energią i jest niesamowitym 68. wszechświatem.