Таинственная темная энергия происходит из черных дыр — новые свидетельства

Почти 14 миллиардов лет назад таинственная энергия вызвала экспоненциальное расширение молодой Вселенной и создала всю известную материю — так говорит господствующая теория истории Вселенной, «инфляционная». Сегодня темная энергия — одна из величайших загадок физики. При этом она составляет большую ее часть — примерно 70%.

«Если вы зададите себе вопрос: "Где в более поздней Вселенной мы видим такую же сильную гравитацию, как и в начале?", то ответ будет один — в центре черных дыр. Возможно, то, что произошло во время инфляции в начале истории, происходит в обратном порядке, материя массивной звезды снова становится темной энергией во время гравитационного коллапса — как бы маленький Большой взрыв, воспроизведенный наоборот», — сказал Грегори Тарле, профессор физики Мичиганского университета, один из авторов нового исследования.

В новом исследовании, опубликованном в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Тарле и его коллеги подкрепляют свои аргументы с помощью последних данных, полученных с помощью спектроскопического инструмента темной энергии DESI Национальной обсерватории Китт-Пик (США).

«Если черные дыры содержат темную энергию, они могут расти вместе с расширяющейся Вселенной, ускоряя ее рост. Мы не можем получить подробности того, как это происходит, но мы можем видеть доказательства того, что это происходит», — сказал Кевин Крокер, ведущий автор статьи, из Университета штата Аризона.

Данные DESI дают намеки на то, что плотность темной энергии увеличивалась со временем. Это, говорят исследователи, согласуется с тем, как увеличивались со временем количество и масса черных дыр.

Для поиска доказательств происхождения темной энергии из черных дыр команда анализировала измерения с помощью DESI десятков миллионов далеких галактик. Инструмент заглядывает на миллиарды лет в прошлое и собирает данные, которые можно использовать для определения скорости расширения Вселенной с исключительной точностью. В свою очередь, это показывает, как количество темной энергии меняется со временем. Авторы работы сравнили эти данные с количеством черных дыр, образовавшихся в результате гибели крупных звезд на протяжении всей истории Вселенной.

«Эти два явления согласуются друг с другом: по мере того, как в результате гибели массивных звезд образовывались новые черные дыры, количество темной энергии во Вселенной увеличивалось в соответствующем направлении. Это делает более правдоподобным предположение, что черные дыры являются источником темной энергии», — сказал Дункан Фарра, доцент кафедры физики в Гавайском университете, один из авторов исследования.

«По сути, вопрос о том, являются ли черные дыры темной энергией, связанной со Вселенной, в которой они обитают, перестал быть просто теоретическим. Теперь это экспериментальный вопрос», — сказал Тарле.