“暗能量”是天文学家观察恒星、星系后推断出来的存在,正在推动宇宙加速膨胀,但没人能解释它实际是什么、来自哪里。而最近夏威夷大学马诺阿分校团队研究指出,黑洞很可能是神秘暗能量的来源。
目前理论表明黑洞通过2种方式获得质量:吸积气体、与其他黑洞整合,然而新研究对巨大椭圆星系黑洞质量的测量表明,黑洞增长速度超过预期,但与爱因斯坦引力理论预测的现象一致,可能代表我们无需靠其他新物理学来解释暗能量,黑洞与爱因斯坦的引力论结合就是暗能量来源。
上个世纪,天文学家发现宇宙正以前所未有的速度膨胀,为了解释这现象,科学家提出宇宙存在强大到足以抵消引力本身的东西:暗能量,包含能将宇宙一切事物推得更远的真空能量(Vacuum energy)。
但暗能量要抗衡宇宙坍缩,必须以巨大数量存在宇宙中,不解的是暗能量到现在仍无处可寻。现在,新研究似乎找到暗能量隐藏的线索。
古老黑洞质量增长超过预期
椭圆星系通常已结束新恒星孕育阶段且耗尽物质,意即不再有东西可以供养星系中心的超大质量黑洞,按理我们不会看到黑洞质量再增加。但当夏威夷大学马诺阿分校物理学家Duncan Farrah团队研究一个演化了90亿年的超大黑洞质量时,却发现该黑洞在椭圆星系耗尽气体后很长一段时间仍持续增长,90亿年来增长了7~20倍,比预期的吸积或整合结果还要多。
长期以来,一派理论表明黑洞包含真空能量,而研究人员注意到随时间推移,黑洞质量增加的速度与宇宙膨胀速度大致相同,这是宇宙学耦合的第一个证据,表明黑洞增长可用真空能量解释。
当然,这些说法也被部分天文学/天体物理学界专家质疑,他们指出该结论创建在“中央黑洞质量与星系内恒星质量存在普遍关系,可以随任何时间推移而演变”的假设之上,而且一个纯粹的暗能量球体如何稳定也是个问题。众所周知,暗能量占宇宙质能70%,但黑洞只是比例不到5%的普通物质一小部分,不明白这些物体与暗能量有什么关系。
更多人则抱持观望态度,认为这是个有趣的可能性,若要证实黑洞为暗能量来源,必须有更多证据浮上台面;假如黑洞和暗能量联系在一起,也可能会在宇宙产生其他可见互动结果,不过目前都不确定有哪些。
相关论文发布在《天文物理期刊》(Astrophysical Journal)、《天文物理期刊通信》(Astrophysical Journal Letters)。
(首图来源:pixabay)