Таинственная темная энергия происходит из черных дыр — новые свидетельства

Новые данные DESI предполагают связь между чёрными дырами и тёмной энергией, раскрывая загадку ускоренного расширения вселенной и её скрытых процессов.
Звездообразующий протокластер PHz G191.24+62.04 11 миллиардов лет назад
Звездообразующий протокластер PHz G191.24+62.04 11 миллиардов лет назад
NASA, ESA, CSA, Maria Polletta (INAF), Hervé Dole (Paris), Brenda Frye (UofA), Jordan C. J. D’Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU)

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 энергияодна 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.