Новое исследование, основанное на наблюдениях за сверхмассивными черными дырами в центрах галактик, выдвигает смелую гипотезу: эти загадочные объекты могут быть источником темной энергии — силы, ответственной за ускоренное расширение Вселенной. Если дальнейшие исследования подтвердят эту теорию, человечество сможет разрешить одну из самых сложных загадок современной космологии, над которой ученые бьются уже более двух десятилетий.
Ключом к открытию стали данные о древних эллиптических галактиках. Астрономы обнаружили, что черные дыры в их центрах растут с необъяснимо высокой скоростью, значительно превышающей ту, которую можно было бы объяснить поглощением окружающей материи. Это аномальное поведение натолкнуло международную команду из 17 ученых на мысль, что сверхмассивные черные дыры могут быть связаны с феноменом темной энергии. Доктор Дэйв Клементс, соавтор работы, назвал результат «фантастическим», отметив, что поиск механизмов роста черных дыр неожиданно привел к возможному решению фундаментальной космологической проблемы.
Доктор Крис Пирсон, другой участник исследования, подчеркнул революционный потенциал этой теории. Ее подтверждение способно кардинально изменить наши представления о Вселенной, предложив наконец объяснение природы темной энергии, которая, по оценкам, составляет до 70% всей энергии космоса. Результаты исследования были опубликованы в двух статьях в авторитетных журналах The Astrophysical Journal.
Гравитация против темной энергии
Открытие ускоренного расширения Вселенной в 1990-х годах поставило ученых в тупик. Согласно законам гравитации, взаимное притяжение всей материи должно было бы замедлять этот процесс, однако наблюдения показывали обратное. Для объяснения этого парадокса была введена концепция темной энергии — гипотетической силы отталкивания, действующей на самых больших космических масштабах.
Интересно, что идея подобной силы, противодействующей гравитации, возникала еще у Альберта Эйнштейна в виде «космологической постоянной» в его уравнениях, хотя позже он от нее отказался. Проблема для стандартных моделей всегда заключалась в черных дырах. Их чудовищная гравитация, особенно в сингулярности, казалась несовместимой с природой темной энергии. Черные дыры невидимы для прямого наблюдения, и об их присутствии судят лишь по влиянию на ближайшие звезды и газ.
Обратите внимание: "Хаббл" увидел 6 мёртвых галактик в глубинах Вселенной.
Новая теория предлагает радикально иной взгляд. Она предполагает, что в центре черной дыры может не быть сингулярности. Вместо этого она может быть заполнена «энергией вакуума» — фундаментальным свойством самого пространства-времени, которое и проявляется как темная энергия, расталкивающая Вселенную.
Рост черных дыр: больше, чем аккреция
Чтобы проверить свою гипотезу, ученые проанализировали эволюцию черных дыр на протяжении девяти миллиардов лет. Особое внимание они уделили эллиптическим галактикам, которые сформировались в ранней Вселенной и сейчас находятся в «спящем» состоянии, почти не образуя новых звезд. В таких галактиках у центральных черных дыр практически нет доступа к новому веществу для поглощения.
Сравнивая древние галактики с современными, исследователи обнаружили шокирующий факт: масса сверхмассивных черных дыр выросла в 7–20 раз. Такой колоссальный рост невозможно объяснить стандартными процессами аккреции вещества или слияниями. Единственным правдоподобным объяснением, по мнению авторов, является связь массы черной дыры с расширением пространства. Если черные дыры содержат в себе энергию вакуума, то по мере роста Вселенной будет увеличиваться и их масса.
Расчеты показывают, что если сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик действительно генерируют темную энергию, это может объяснить значительную часть наблюдаемого ее количества. Остаток, возможно, создается черными дырами звездных масс, рассеянными в дисках и гало галактик.
Космологическое взаимодействие: черные дыры и расширение Вселенной
Дальнейший анализ данных с разных этапов космической истории выявил четкую корреляцию: размер Вселенной и масса черных дыр изменяются согласованно. Это наблюдение стало первым в истории свидетельством того, что черные дыры могут быть «встроены» в ткань расширяющегося космоса и черпать массу из энергии вакуума.
Ведущий автор исследования Дункан Фарра отмечает, что это первая работа, где источник темной энергии ищется не в чем-то внешнем, добавленном во Вселенную, а в уже известных объектах — черных дырах в рамках эйнштейновской теории гравитации. Если теория подтвердится, наше понимание природы черных дыр потребует кардинального пересмотра.
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Наблюдения за сверхмассивными черными дырами в центрах галактик предполагают, что они могут быть источником темной энергии.