Ученые нашли первое доказательство того, что черные дыры являются источником темной энергии, отвечающей за расширение Вселенной.
Международная группа астрофизиков изучила, как черные дыры изменяются со временем. Результаты анализа показали, что они растут гораздо больше, чем ожидалось. Это открытие предполагает, что в процессе роста черные дыры поглощают энергию вакуума и могут служить источником темной энергии для расширения Вселенной.
Ученые проанализировали девять млрд лет эволюции сверхмассивных черных дыр. В своем исследовании они сравнили далекие гигантские эллиптические галактики, которые сформировались на заре эволюции Вселенной и наблюдаются на ранних стадиях развития, и местные аналоги — старые и мертвые.
Сравнение показало гораздо больший, чем предсказывалось, рост за счет аккреции или слияний: масса современных черных дыр в 7–20 раз больше, чем та, что наблюдалась девять млрд лет назад. После завершения звездообразования галактики переходят в «спящую» фазу. В них остается мало материала, который может собирать черная дыра, а это означает, что любой дальнейший рост нельзя объяснить обычными астрофизическими процессами, объясняют авторы работы.
Сравнение с похожими галактиками, расположенными на разных расстояниях, а следовательно — разных этапах развития Вселенной, показали соответствие между размером Вселенной и массой черных дыр. Исследователи полагают, что количество темной энергии во Вселенной можно объяснить энергией вакуума внутри черных дыр.
Это первое наблюдаемое свидетельство того, что черные дыры на самом деле содержат энергию вакуума и что они «связаны» с расширением Вселенной.
Это действительно удивительный результат. Мы начали с изучения того, как со временем растут черные дыры, и, возможно, нашли ответ на одну из самых больших проблем в космологии.
Дэйв Клементс, астрофизик из Имперского колледжа Лондона и соавтор исследования
В конце прошлого века ученые установили, что Вселенная расширяется с ускорением. Это наблюдение противоречило общей теории относительности: гравитационное притяжение между всеми объектами во Вселенной должно было замедлять расширение.
Чтобы объяснить расхождение между теорией и наблюдением, ученые предложили концепцию темной энергии — гипотетической энергии, которая противодействует гравитационным силам. Если открытие подтвердится, энергия вакуума в черных дырах поможет закрыть пробел в космологической теории.
Читать далее:
Дело не в Земле: ученые объяснили, почему Солнечная система является самой редкой
Динозавров в бамбуковых корсетах нашли среди артефактов экспедиции начала ХХ века
Вещество из «дедовой бороды» улучшает память и рост нейронов
На обложке: художественная иллюстрация черной дыры