黑洞可能是擴(kuò)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(jù)我們對宇宙應(yīng)該如何表現(xiàn)的物理描述，這種增長應(yīng)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(xué)家認(rèn)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(zhì)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(dǎo)致其加速增長，”天體物理學(xué)家凱文·克羅克 （Kevin Croker） 說亞利桑那州立大學(xué)?！拔覀儫o法了解這是如何發(fā)生的細(xì)節(jié)，但我們可以看到它正在發(fā)生的證據(jù)。”

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

我們今天看到的擴(kuò)張也可能并不總是一致的。

根據(jù)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(nèi)從虛無變成了一個相當(dāng)大的東西。然后它在一段時間內(nèi)相對緩慢地增長，直到大約50 億年前當(dāng)膨脹被暗能量支配時。

無論什么導(dǎo)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(zhì)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(qiáng)？'答案就在黑洞的中心。物理學(xué)家 Gregory Tarlé 解釋道密歇根大學(xué)的。

“膨脹期間發(fā)生的事情有可能相反，大質(zhì)量恒星的物質(zhì)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(guān)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(jù)這個假說，與黑洞相關(guān)的空間的極端扭曲與宇宙的膨脹有關(guān)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(tuán)隊發(fā)表了一篇論文通過研究“死亡”星系中心的超大質(zhì)量黑洞來證明宇宙學(xué)耦合的合理性。這些星系已經(jīng)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(zhì)量黑洞的生長。

因此，這些星系中的黑洞所表現(xiàn)出的任何增長都不能歸因于正常的增長機(jī)制，而是宇宙學(xué)耦合。發(fā)現(xiàn)確實有增長的跡象，該團(tuán)隊認(rèn)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(zhì)量恒星在其壽命結(jié)束時核心坍縮形成黑洞的速度，比超大質(zhì)量黑洞形成的時間晚得多，并將其與宇宙的膨脹進(jìn)行比較。

“這兩種現(xiàn)象是一致的——隨著大質(zhì)量恒星的死亡中產(chǎn)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(xué)家 Duncan Farrah 說夏威夷大學(xué)的。

“這使得黑洞是暗能量的來源更合理。”

根據(jù)宇宙耦合理論，黑洞將正常物質(zhì)轉(zhuǎn)化為暗能量。該團(tuán)隊的計算不僅再現(xiàn)了宇宙的膨脹率，與當(dāng)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(yīng)該存在的所有正常物質(zhì)。

黑洞的形成速率給出了暗能量轉(zhuǎn)換速率，該速率與缺少正常物質(zhì).

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(jīng)不再只是一個理論問題?！?a>Tarlé 說.“這現(xiàn)在是一個實驗性問題?！?/p>

該研究已發(fā)表在宇宙學(xué)與天體粒子物理學(xué)雜志.

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