從時鐘的走時到星星的死亡,一切似乎都注定最終會陷入停頓。但有一件非常非常大的事情似乎根本不適用。這就是宇宙本身,一直在變得越來越大。
根據我們對宇宙應該如何運作的物理描述,這種成長應該會放緩。相反,測量顯示它正在加速,由一種稱為“神秘力量”的驅動暗能量。這是一個磨磨蹭蹭的巨大的泡菜。
但一些科學家認為,宇宙中有一些東西可以解釋這一點:我們稱之為大量、緻密、不斷濃度的物質黑洞。
“如果黑洞含有暗能量,它們可以與膨脹的宇宙耦合並隨著宇宙一起生長,導致其生長加速。”天文物理學家凱文·克羅克說亞利桑那州立大學的。 “我們無法了解這是如何發生的細節,但我們可以看到它正在發生的證據。”
我們不知道它是什麼,但計算表明它構成了一個加速膨脹的原因。估計70%宇宙的物質能量分佈。
我們今天所看到的擴張也可能並不總是一致的。

根據目前的理論,宇宙的早期成長時期是通貨膨脹時期。就在之後大霹靂,宇宙在不到一秒的時間內從無變為相當大的東西。然後在一段時間內增長相對緩慢,直到大約50億年前當膨脹被暗能量主導時。
無論是什麼導致宇宙最初膨脹、減速和加速,都必須克服擠在一個點的宇宙物質總量中所包含的極端力量。
「如果你問自己這個問題,『在後來的宇宙中,我們在哪裡看到像宇宙開始時一樣強大的引力?’答案就在黑洞的中心,”物理學家格雷戈里·塔利解釋道密西根大學的。
「暴脹期間發生的事情有可能是相反的,大質量恆星的物質在引力坍縮期間再次變成暗能量——就像反向播放的小大爆炸一樣。”
黑洞可能與暗能量有關的想法源自於一個最近提出的概念,稱為宇宙耦合,一個從嘗試解決問題中產生的提案黑洞奇怪的解釋廣義相對論。
根據該假設,與黑洞相關的空間極端扭曲與宇宙的膨脹有關或耦合。隨著宇宙的增長,黑洞也在增長。隨著黑洞的增長,宇宙也在增長。
去年,一組研究人員發表論文透過研究「死亡」星系中心的超大質量黑洞來證明宇宙學耦合的合理性。這些星系已經耗盡了它們的燃料,無論是為了新恆星的生長,還是為了超大質量黑洞的生長。
因此,這些星系中黑洞所表現出的任何成長都不能歸因於正常的成長機制,而是宇宙學耦合。發現確實有成長的跡象,團隊認為他們的想法得到了驗證。
在一篇新論文中,克羅克和他的同事研究了黑洞與暗能量之間的關聯——不是在黑洞生長時,而是在黑洞誕生時。他們使用了暗能量光譜儀研究大質量恆星在其壽命末期(比超大質量黑洞形成時晚得多的宇宙壽命)核心塌陷形成黑洞的形成速率,並將其與宇宙的膨脹進行比較。
“這兩種現像是一致的——隨著大質量恆星死亡而產生新的黑洞,宇宙中暗能量的數量以正確的方式增加,”物理學家鄧肯法拉說夏威夷大學的。
“這使得黑洞是暗能量的來源變得更加可信。”
根據宇宙學耦合理論,黑洞將普通物質轉化為暗能量。該團隊的計算不僅再現了與以下一致的宇宙膨脹率電流測量,但為另一個問題提供了解釋:我們無法找到宇宙中應該存在的所有正常物質。
黑洞的形成速率給出了與黑洞數量一致的暗能量轉換率。缺少正常物質。
這部著作輕鬆地一舉解決了幾個懸而未決的問題——將其推向解釋推動宇宙分離的神秘力量的問題的頂峰。
“從根本上說,黑洞是否是暗能量,與它們所居住的宇宙相結合,不再只是一個理論問題,”塔爾說。 “現在這是一個實驗性問題。”
該研究已發表在宇宙學與天文粒子物理學雜誌。