18 mei 2024

Kritiek op de hypothese dat zwarte gaten de bron zijn van donkere energie

De Hubble eXtreme Deep Field (XDF). credit: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI).

Donderdag had ik een blog over de recent geopperde hypothese van een internationaal team van sterrenkundigen dat zwarte gaten de bron vormen van donkere energie, de mysterieuze energie die zorgt voor de versnelde uitdijing van het heelal en die zo’n 70% van alle massa/energie in het heelal vormt. Een gewaagde stelling, want Duncan Farrah en zijn collegae baseren zich op één aanname, namelijk dat er een universeel verband is tussen de massa van de superzware zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels en de massa van de sterren in dezelfde stelsels. Het onderzoek richte zich op grote elliptische sterrenstelsels, die zich al vroeg in het heelal vormden en die slapend (Engels: dormant) werden toen hun gas op was en de stervorming stopte. De massa van de sterren in de stelsels kon men bepalen en daaruit leidde men de massa af van de superzware zwarte gaten in de centra van de stelsels, een massa die gedurende een periode van negen miljard jaar méér bleek te groeien dan wat mogelijk was door botsingen met andere zwarte gaten en door accretie van materie in de buurt.

Credit: Farrah, et al. 2023 [the ApJ Letter]

Nou weten we inmiddels dat alle gewaagde stellingen (en die van hierboven is er zo eentje) op de pijnbank worden gelegd, namelijk die van ‘extraordinary claims require extraordinary evidence‘, dus je moet met krachtige argumenten komen om je stelling te verifiëren (of falsificeren). En dat blijkt in dit geval volgens twee sterrenkundigen niet het geval te zijn! Ethan Siegel en Francisco Villatoro hebben de afgelopen dagen kritiek geuit op de stelling/hypothese. Bij Siegel is het precies de genoemde aanname waar de schoen wringt. “De auteurs (van de hypothese, AN) gaan uit van het bestaan ​​van een koppeling die er niet is en schrijven de waargenomen evolutie van de verhoudingen van de massa’s van zwart gat tot stellaire massa toe aan een koppeling (‘k’ genoemd AN), terwijl wat er gebeurt is dat deze sterrenstelsels en hun zwarte gaten evolueren. Aangezien we elk sterrenstelsel slechts meten in een ‘momentopname’ in de tijd, kunnen we niet weten hoe een individueel object evolueert, en deze specifieke methode is precies hoe de auteurs van het artikel zichzelf voor de gek houden en iedereen die hen gelooft.” Met andere  woorden: de relatie tussen de massa van centrale zwarte gaten en massa van sterren in de sterrenstelsels is er niet en daarmee is er ook geen verband tussen de massa van de zwarte gaten en de snelheid waarmee het heelal uitdijt. De kosmologische koppeling k tussen de massa van zwarte gaten en de groei van het heelal is er niet (k=0), de massa van zwarte gaten kan volledig verklaard worden uit accretie en botsingen en daarmee kan de stelling van Farrah et al in de prullenbak, aldus Siegel.

Impressie van een superzwaar zwart gat met een accretieschijf in het centrum van een quasar. Credit: Carnegie Institution for Science

Kritiek is er ook van Francisco Villatoro, natuurkundige van de blog Francis Naukas. Ook hij snapt de kosmologische koppeling niet, die gelegd wordt tussen de massa van zwarte gaten en de groei van het heelal en die op haar beurt weer gebaseerd is op de aanname dat de massa van zwarte gaten en de massa van de sterren in de hun omringende sterrenstelsels aan elkaar gekoppeld zijn, een aanname die er volgens Farrah en zijn collega’s zo uit zou zien:

MBH /M∗ = (1+z) 3,5±1,4
waarin MBH de massa van de zwarte gaten is, M∗ die van de sterren en z de roodverschuiving.

De auteurs van de hypothese komen met een koppelingsconstante van k=3,11, maar Villatoro noemt die waarde een sprong in het niets. Verder twijfelt hij aan het bestaan van ‘bedriegers van zwarte gaten’, dat zijn zwarte gaten zonder singulariteit, maar wel met een vacuümenergie, met een binnenzijde vol met donkere energie. Bron: Starts with a Bang + Francis Naukas.

Share

Speak Your Mind

*