黑洞可能是擴展宇宙的神秘力量

從時鐘的熄滅到星星的死亡，一切似乎都注定最終會停滯不前。但有一件非常非常大的事情似乎根本不適用。這就是宇宙本身，一直在變得越來越大。

根據我們對宇宙應該如何表現的物理描述，這種增長應該會減慢。相反，測量顯示它正在加速，由一種被稱為暗能量.而且這是一個巨大泡菜。

但是，一些科學家認為，宇宙中有一些東西可以解釋它：我們稱之為巨大、致密、不斷增長的物質濃度黑洞.

“如果黑洞含有暗能量，它們就可以與膨脹的宇宙耦合并一起成長，導致其加速增長，”天體物理學家凱文·克羅克 （Kevin Croker） 說亞利桑那州立大學?！拔覀儫o法了解這是如何發(fā)生的細節(jié)，但我們可以看到它正在發(fā)生的證據?！?/p>

我們不知道它是什么，但計算表明，無論是什么導致加速膨脹，它都構成了一個估計 70%宇宙的物質能量分布。

我們今天看到的擴張也可能并不總是一致的。

根據目前的理論，宇宙增長的早期時期是通貨膨脹時期。緊接在Big Bang，宇宙在幾分之一秒內從虛無變成了一個相當大的東西。然后它在一段時間內相對緩慢地增長，直到大約50 億年前當膨脹被暗能量支配時。

無論什么導致宇宙最初膨脹、減慢和加速，都必須克服擠在一個點的宇宙物質總和中包含的極端引力。

“如果你問自己這個問題，'在后來的宇宙中，我們在哪里看到引力和宇宙開始時一樣強？'答案就在黑洞的中心。物理學家 Gregory Tarlé 解釋道密歇根大學的。

“膨脹期間發(fā)生的事情有可能相反，大質量恒星的物質在引力坍縮期間再次變成暗能量——就像小宇宙大爆炸相反上演一樣。”

黑洞可能與暗能量有關的想法來自一個相對較新提出的概念，稱為宇宙耦合，該提案是從嘗試解決黑洞對廣義相對論.

根據這個假說，與黑洞相關的空間的極端扭曲與宇宙的膨脹有關或耦合。隨著宇宙的增長，黑洞也在增長;隨著黑洞的增長，宇宙也在增長。

去年，一個研究團隊發(fā)表了一篇論文通過研究“死亡”星系中心的超大質量黑洞來證明宇宙學耦合的合理性。這些星系已經耗盡了它們的燃料，既用于生長新恒星，也用于滋養(yǎng)超大質量黑洞的生長。

因此，這些星系中的黑洞所表現出的任何增長都不能歸因于正常的增長機制，而是宇宙學耦合。發(fā)現確實有增長的跡象，該團隊認為他們的想法得到了驗證。

在一篇新論文中，克羅克和他的同事們研究了黑洞和暗能量之間的聯(lián)系——不是黑洞的增長，而是黑洞誕生的時候。他們使用了暗能量光譜儀研究大質量恒星在其壽命結束時核心坍縮形成黑洞的速度，比超大質量黑洞形成的時間晚得多，并將其與宇宙的膨脹進行比較。

“這兩種現象是一致的——隨著大質量恒星的死亡中產生了新的黑洞，宇宙中的暗能量量以正確的方式增加?！?a>物理學家 Duncan Farrah 說夏威夷大學的。

“這使得黑洞是暗能量的來源更合理。”

根據宇宙耦合理論，黑洞將正常物質轉化為暗能量。該團隊的計算不僅再現了宇宙的膨脹率，與當前測量值，但為另一個問題提供了解釋：我們無法找到宇宙中應該存在的所有正常物質。

黑洞的形成速率給出了暗能量轉換速率，該速率與缺少正常物質.

這項工作輕松地一舉為幾個懸而未決的問題提供了解決方案——將其推向堆的頂部，以解釋將宇宙推開的神秘力量。

“從根本上說，黑洞是否是暗能量，與它們所居住的宇宙耦合，已經不再只是一個理論問題。”Tarlé 說.“這現在是一個實驗性問題?！?/p>

該研究已發(fā)表在宇宙學與天體粒子物理學雜志.

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