Учёные обнаружили доказательства того, что чёрные дыры могут быть источником тёмной энергии, которая составляет примерно 70% Вселенной. Тёмная энергия, которая является одной из крупнейших загадок современной космологии, была обнаружена в центре чёрных дыр, где гравитация так же сильна, как и в ранние эпохи Вселенной.
Исследование, опубликованное в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, использовало данные спектроскопического инструмента тёмной энергии DESI для анализа скорости расширения Вселенной и количества чёрных дыр, образовавшихся в результате гибели крупных звёзд. DESI состоит из 5000 роботизированных «глаз», установленных на телескопе Mayall в Национальной обсерватории Китт-Пик.
«Если чёрные дыры содержат тёмную энергию, то они могут соединяться с расширяющейся Вселенной и расти вместе с ней, ускоряя её рост. Мы не можем получить подробности того, как это происходит, но мы можем видеть доказательства того, что это происходит», — сказал Кевин Крокер, ведущий автор нового исследования группы и научный сотрудник-ассистент в Университете штата Аризона.
Данные первого года запланированного пятилетнего исследования DESI демонстрируют доказательства того, что плотность тёмной энергии увеличивалась со временем. Это увеличение со временем согласуется с тем, как количество и масса чёрных дыр увеличивались со временем.
Источник: NASA, ESA, CSA, Maria Polletta (INAF), Hervé Dole (Paris), Brenda Frye (UofA), Jordan C. J. D’Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU)
Команда сравнила эти данные с количеством чёрных дыр, образовавшихся в результате гибели крупных звёзд на протяжении всей истории Вселенной. Результаты показывают, что эти два явления согласуются друг с другом, что делает более правдоподобным то, что чёрные дыры являются источником тёмной энергии.
«Эти два явления согласуются друг с другом — по мере того, как в результате гибели массивных звёзд образовывались новые чёрные дыры, количество тёмной энергии во Вселенной увеличивалось. Это делает более правдоподобным то, что чёрные дыры являются источником тёмной энергии», — сказал Дункан Фарра, доцент кафедры физики в Гавайском университете и соавтор исследования.
Исследование дополняет растущий массив данных для изучения возможности космологической связи в чёрных дырах. Ранее исследование 2023 года сообщило о космологической связи в сверхмассивных чёрных дырах в галактических центрах. Новое исследование связывает чёрные дыры с тёмной энергией по времени их рождения, а не по скорости их роста.
Ключевое отличие новой статьи заключается в том, что большинство соответствующих чёрных дыр моложе, чем те, которые были исследованы ранее. Они образовались в эпоху, когда звездообразование было в самом разгаре, а не только начиналось.
Учёные отмечают, что их исследование представляет собой кардинальные перемены в исследованиях тёмной энергии, поскольку вопрос о том, связаны ли чёрные дыры с тёмной энергией, перестал быть просто теоретическим вопросом и стал экспериментальным вопросом.