Чорні діри можуть сприяти розширенню Всесвіту

Радикальна гіпотеза, яка припускає, що чорні діри можуть стояти за прискореним розширенням нашого Всесвіту, викликала суперечки серед астрономів. Нове дослідження може містити перші спокусливі натяки на те, що воно може бути реальним. Можливо, астрономи знайшли спокусливі докази того, що темна енергія — таємнича енергія, що сприяє прискоренню розширення нашого Всесвіту — може бути пов’язана з чорними дірами.

Темна енергія становить приблизно 70% нашого Всесвіту, і вважається, що вона виникла після Великого вибуху 13,8 мільярда років тому, щоб стимулювати зростання космосу.

Але звідки саме взялася таємнича сила, залишається неясним. Останніми роками деякі астрономи запропонували радикальну теорію, згідно з якою темна енергія не дифузно поширюється по всьому космосу, а може виходити із сердець гігантських чорних дір. Інші, однак, відкинули цю пропозицію як дивну.

Тепер нове дослідження стверджує, що виявило перші натяки на зв’язок між двома, здавалося б, непов’язаними явищами: відповідність між зростаючою щільністю темної енергії та зростанням маси чорних дір у міру старіння Всесвіту. Дослідники опублікували свої висновки 28 жовтня в 
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

«Якщо ви задасте собі запитання: «Де в пізнішому Всесвіті ми бачимо таку ж сильну гравітацію, як на початку Всесвіту?» відповідь – у центрі чорних дір», – сказав у заяві співавтор дослідження Грегорі Тарле, професор фізики Мічиганського університету. «Цілком можливо, що те, що сталося під час інфляції, відбувається у зворотному напрямку, матерія масивної зірки знову стає темною енергією під час гравітаційного колапсу — як маленький Великий вибух, який грається у зворотному напрямку».

Щоб знайти підказки того, що темна енергія може бути пов’язана з чорними дірами, дослідники використали спектроскопічний інструмент темної енергії (DESI), встановлений на 4-метровому телескопі Ніколаса У. Мейалла в Арізоні, який точно визначає місячні положення мільйонів галактик для вивчення. як Всесвіт розширювався до наших днів. Це дозволяє астрономам зробити висновок про щільність темної енергії протягом життя Всесвіту на основі швидкості, з якою космос простягається назовні.

Порівнюючи ці проксі-дані для темної енергії з ростом чорної діри на різних етапах життя Всесвіту, дослідники зробили інтригуюче спостереження.

«Ці два явища узгоджувалися одне з одним — оскільки нові чорні діри утворювалися внаслідок загибелі масивних зірок, кількість темної енергії у Всесвіті збільшувалася належним чином», — співавтор Дункан Фарра, доцент фізики в Університет Гавайїв, йдеться в заяві. «Це робить більш правдоподібним те, що чорні діри є джерелом темної енергії».

Якщо гіпотеза буде підтверджена, це може допомогти вирішити зростаючу головоломку в космології. Протягом багатьох років астрономи виявили, що Всесвіт, схоже, розширюється з різною швидкістю залежно від того, куди вони дивляться — проблему вони називають напругою Хаббла. Деякі вимірювання підтверджують наше найкраще поточне розуміння Всесвіту, тоді як інші загрожують його зламати.

Тим не менш, незважаючи на цікавий зв’язок, астрономи кажуть, що потрібно ще багато спостережень за допомогою DESI та інших експериментів, перш ніж можна буде прийти до будь-яких твердих висновків.

«По суті, чи є чорні діри темною енергією, пов’язаною зі Всесвітом, який вони населяють, перестало бути лише теоретичним питанням», — сказав Тарле. «Зараз це експериментальне питання».