Удивительное открытие, полученное в результате сравнения размеров современных и древних черных дыр, может объяснить одну из самых больших загадок в физике.
![]()
Фото из открытых источников
Наблюдения показали, что черные дыры намного больше, чем они были девять миллиардов лет назад, даже по сравнению с размерами их галактик. В попытке объяснить масштабы этой аномалии астрофизики нашли объяснение темной энергии, таинственной силе, заставляющей Вселенную разлетаться во все стороны с возрастающей скоростью. Черные дыры на самом деле могут быть источником этой таинственной темной энергии.
Когда астрономы использовали видимую яркость взрывов сверхновых для измерения скорости расширения Вселенной, они полагали, что она замедлится, и просто хотели посмотреть, насколько сильно. Вместо этого, к их удивлению, они обнаружили, что она ускоряется.
Однако, что такое темная энергия, остается загадкой, не говоря уже о том, откуда она берется. Для ответа на этот вопрос было предпринято множество усилий: любому, кто сделает это гарантирована Нобелевская премия. Теперь команда астрофизиков из девяти стран надеется ответить на вышеуказанный вопрос помощью двух новых работ.
Статьи ученых основаны на открытии, которое на самом деле не было в теориях исследователей, когда они начинали.
«Это действительно удивительный результат», - сказал доктор Дейв Клементс из Имперского колледжа Лондона в своем заявлении. «Мы начали с изучения того, как черные дыры растут с течением времени, и, возможно, нашли ответ на одну из самых больших проблем в космологии».
Ключевое препятствие для понимания темной энергии можно свести к одному вопросу: если существует сила, раздвигающая Вселенную, почему мы видим, как гравитация притягивает объекты друг к другу? Единственное, что мы знаем о темной энергии, это то, что она, по-видимому, применяется, по крайней мере, сильно, только в очень больших масштабах, поэтому другие силы доминируют ближе.
Поэтому сверхмассивные черные дыры представляют собой интересный тестовый пример – они всасывают материал с таких огромных расстояний, что мы можем увидеть переход между доминированием гравитации и темной энергией, скрытый меньшими объектами.
Рост черных дыр слишком медленный и неустойчивый, чтобы отследить его скорость по тому, что мы видим происходящим. Однако, сравнивая массу образца отдаленных черных дыр, какими они были миллиарды лет назад, с массой окружающих нас черных дыр в близлежащих галактиках, мы можем получить представление о средних темпах роста.
Команда астрофизиков сообщает, что близлежащие образцы в среднем в 7-20 раз превышают массу тех, которые были замечены девять миллиардов лет назад, относительно размера их галактик. Это темпы роста, которые не соответствуют тому, что мы знаем о скорости слияния и поглощения звезд, которые приближаются слишком близко, за вычетом испарения из-за излучения Хокинга.
Однако, если черные дыры содержат энергию вакуума, которая связана с расширением Вселенной, они будут расти быстрее. Авторы подсчитали, что если сверхмассивные черные дыры в центре галактик производят темную энергию, это объясняет большую часть того, что, как мы думаем, существует. Звездные черные дыры в галактических дисках и, возможно, гало, могут объяснить остальное.
«На самом деле мы говорим сразу две вещи: есть доказательства того, что типичные решения для черных дыр не работают для вас в долгосрочной перспективе, и у нас есть первый предложенный астрофизический источник темной энергии», - сказал доктор Дункан Фарра из Гавайского университета.
Такое крупное заявление, несомненно, подвергнется более тщательному анализу, чем обычная статья, и авторы признают такую возможность. Они также предлагают провести тесты, которые могут подтвердить или опровергнуть их теорию.
Статьи опубликованы в The Astrophysical Journal и The Astrophysical Journal Letters.
