Найден источник темной энергии, которая отвечает за расширение Вселенной

Международная группа ученых представила две научные статьи, в которых говорится о том, что обнаружено первое доказательство того, что черные дыры являются вероятными источниками загадочной темной энергии, которая составляет 70% нашей Вселенной и отвечает за ее стремительное расширение, пишет Phys.

Изучение древних галактик, которые появились примерно 9 млрд лет назад и сейчас называются "спящими" галактиками показало, что черные дыры в них становятся намного больше, чем предсказывали теории. Но это соответствует предсказаниям теории гравитации Альберта Эйнштейна и означает, что не нужно искать никаких новых составляющих для понимания природы Вселенной. В частности, для объяснения существования загадочной темной энергии, ведь ее источником вероятно являются черные дыры.

Что такое темная энергия?

Еще в конце 90-х годов прошлого столетия ученые выяснили, что наша Вселенная не просто расширяется, а это расширение постоянно ускоряется. И это было трудно объяснить, ведь гравитация всех объектов в космосе должна замедлять это расширение.

Ученые предположили, что существует неизвестный тип энергии, который они назвали темной энергией, который способствует ускоренному расширению Вселенной и может преодолеть сопротивление гравитации. Позже астрономы предположили, что основным компонентом темной энергии является своего рода энергия, которая включена в ткань пространства-времени и ее назвали энергией вакуума. Ученые предположили, что именно она отдаляет все объекты Вселенной и таким образом ускоряет ее расширение.

Что такое черные дыры и почему они растут?

Черные дыры являются результатом смерти многих гигантских звезд и занимают относительно небольшое пространство, но в то же время имеют массу, которая в миллионы или даже в миллиарды раз больше массы Солнца. То есть наряду с нейтронными звездами черные дыры являются одними из самых плотных объектов во Вселенной, если не самыми плотными.

Черные дыры имеют настолько сильную гравитацию, что ничто в космосе не может ей противиться, поэтому черные дыры и поглощают окружающее вещество. По словам ученых, их новое исследование показывает, что черные дыры растут, набирают массу и увеличиваются в размерах таким образом, что содержат в себе энергию вакуума и таким образом могут быть источником загадочной темной энергии. По словам Дэйва Клементса из Имперского колледжа Лондона, для того, чтобы получить такие выводы изучили 9 млрд лет эволюции сверхмассивных черных дыр, которые находятся в центрах галактик.

"Черные дыры растут за счет поглощения окружающего их вещества, то есть за счет близких к ним звезд, а также за счет слияния с другими черными дырами. Но мы решили выяснить, могут ли только эти процессы отвечать за рост сверхмассивных черных дыр. Для этого мы изучили их эволюцию за 9 млрд лет. И мы получили невероятный результат. И возможно мы нашли ответ на вопрос, которые тревожит ученых уже более 20 лет – что же является источником темной энергии. Если наша теория окажется верной, то это будет настоящая революция в космологии", — говорит Клементс.

Что обнаружили ученые в результате исследования черных дыр?

Для изучения эволюции черных дыр с течением времени ученые решили обратить свое внимание на гигантские эллиптические галактики, формирование которых произошло в ранней Вселенной, а после этого они стали "спящими". Это значит, что в этих галактиках закончилось формирование новых звезд и осталось слишком мало вещества для питания их черных дыр. Это значит, что они не должны сильно увеличится в размерах. Но как показали наблюдения эти черные дыры через миллиарды лет стали в 7-20 раз больше, чем были в далеком прошлом.

Дальнейший анализ выявил соответствие между размером Вселенной и массой черных дыр. То есть, ученые пришли к выводу, что количество темной энергии, которое составляет 70% нашей Вселенной, можно объяснить наличием энергии вакуума в черных дырах.

"Мы считаем, что черные дыры содержат энергию вакуума и напрямую связаны с расширением Вселенной. Если наша теория подтвердится, то это может изменить наши представления о том, что такое черная дыра. Результаты показывают, что мы имеем первое доказательство предполагаемого источника темной энергии", — говорит Дункан Фарра из Гавайского университета.