Недавнее исследование, опубликованное в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, предполагает, что материя массивных звезд может вновь превращаться в темную энергию во время гравитационного коллапса, подобно небольшому обратному Большому Взрыву. Этот вывод основан на наблюдениях, проведенных с помощью Инструмента спектроскопии темной энергии (DESI), который включает 5 000 роботизированных глаз, установленных на телескопе Mayall в обсерватории Китт Пик в США.
Приблизительно 14 миллиардов лет назад загадочная энергия вызвала экспоненциальное расширение ранней вселенной, создав всю известную материю, согласно преобладающей инфляционной теории. Эта древняя энергия имеет ключевые характеристики темной энергии, присутствующей в современном宇宙, которая составляет около 70% космоса, но остается плохо понятной.
Кевин Крокер, ведущий автор исследования и научный сотрудник в Университете штата Аризона, отметил: «Если черные дыры содержат темную энергию, они могут связываться и расти вместе с расширяющейся вселенной, ускоряя свой рост». Предварительные данные за первый год запланированного пятилетнего исследования DESI показывают многообещающий рост плотности темной энергии с течением времени, что поддерживает гипотезу о ее природе.
Исследовательская группа проанализировала данные десятков миллионов далеких галактик, измеренных DESI, который смотрит на миллиарды лет назад и определяет скорость расширения вселенной с высокой точностью. Эти данные также могут использоваться для вывода о том, как изменяется темная энергия с течением времени.
Сравнив эти данные с количеством черных дыр, образующихся в результате смерти массивных звезд на протяжении истории вселенной, исследователи наблюдали корреляцию: по мере формирования новых черных дыр количество темной энергии во вселенной увеличивалось соответствующим образом.
Дункан Фарра, доцент физики в Гавайском университете и соавтор исследования, заявил: «Оба явления были согласованы: по мере формирования новых черных дыр количество темной энергии во вселенной увеличивалось правильным образом». Это предполагает правдоподобную связь между черными дырами и темной энергией.
Это исследование дополняет растущее число публикаций, исследующих возможность космологической связи в черных дырах. Исследование 2023 года, в котором участвовало много авторов текущей статьи, сообщало о космологической связи в сверхмассивных черных дырах в центрах галактик, побуждая другие группы исследовать этот эффект в различных черных дырах по всему вселенной.
Брайан Картрайт, астрофизик и соавтор, подчеркнул, что новое исследование связывает черные дыры с темной энергией по времени их формирования, а не по их темпам роста, как это изучалось ранее. Примечательно, что большинство соответствующих черных дыр моложе, так как они образовались в период активного звездообразования.
Следующие шаги заключаются в определении местоположения этих черных дыр и их перемещений за последние 8 миллиардов лет, задача, которой ученые занимаются в настоящее время.