黑洞天文學家稱，它可以解釋構成宇宙大部分的神秘能量形式。
的存在“暗能量”是透過對恆星和星系的觀測推斷出來的，但沒有人能夠解釋它是什麼，或者它來自哪裡。
構成我們周圍熟悉的世界的物質僅佔宇宙萬物的 5%。 另外 27% 是暗物質，普通物質的影子對應物，不發射、反射或吸收光。 然而，宇宙的大部分——大約 68%——是暗能量。
新的證據表明黑洞可能是暗能量的來源，描述於一篇科學論文出版於天體物理學雜誌通訊。
這項研究由夏威夷大學領導，由來自 9 個國家的 17 名天文學家共同完成。 此次合作包括英國 STFC RAL Space、開放大學和倫敦帝國學院的研究人員。
透過搜尋跨越 90 億年宇宙歷史的數據，天文學家發現了第一個證據“宇宙耦合”，這意味著黑洞隨時間的增長與宇宙本身的膨脹有關。
黑洞可能含有某種叫做真空能（暗能量的一種表現）並不是什麼新鮮事，事實上早在 20 世紀 60 年代就已經在理論上進行了討論。
但這項最新研究假設，隨著宇宙因宇宙學耦合而膨脹，這種能量（以及黑洞的質量）會隨著時間的推移而增加。
研究小組計算了宇宙中有多少暗能量可以歸因於這個過程。 他們發現黑洞有可能解釋我們今天在宇宙中測量到的暗能量總量。
這結果可以解決現代宇宙學中最基本的問題之一。
快速發展
我們的宇宙始於大爆炸大約137億年前。 空間和時間爆炸產生的能量導致宇宙迅速膨脹，所有星係都相互遠離。
然而，由於重力對宇宙中所有物質的影響，我們預期這種膨脹會逐漸減慢。
這是我們認為自己生活的宇宙版本，直到 20 世紀 90 年代末，哈伯太空望遠鏡發現了一些奇怪的東西。 對遙遠爆炸恆星的觀測表明，在過去，宇宙實際上，當時的擴張速度比今天慢。
所以宇宙的膨脹並沒有像大家想像的那樣因為引力而減慢，而是一直在加速。 這是非常出乎意料的，天文學家很難解釋它。
為了解釋這一點，有人提出「暗能量」將物體分開的能力比引力將物體拉在一起的能力更強。
暗能量的概念與愛因斯坦提出但後來被拋棄的數學結構非常相似——“宇宙常數”它對抗重力並防止宇宙崩潰。
恆星爆炸
但暗能量是什麼？ 解決方案似乎可能在於另一個宇宙之謎：黑洞。 黑洞通常誕生於大質量恆星在生命結束時爆炸並死亡。
這些劇烈爆炸中的重力和壓力將大量物質壓縮到狹小的空間。 例如，一顆與太陽質量相同的恆星會被壓縮到幾十公里的空間中。
A黑洞黑洞的引力是如此之強，以至於連光都無法逃脫——所有的東西都會被吸進去。奇點，其中物質被壓碎成無限密度的點。
問題在於奇點是一種不應該存在的數學構造。
位於星系中心的黑洞比恆星劇烈死亡時產生的黑洞重得多。 這些銀河系「超大質量」黑洞的重量是太陽質量的數百萬至數十億倍。
所有黑洞的體積都會透過累積物質、吞噬距離太近的恆星或與其他黑洞合併而增加。 因此，我們預計隨著宇宙變老，它們會變得更大。
在最新的論文中，研究小組觀察了星系中心的超大質量黑洞，發現這些黑洞的質量在數十億年的時間裡不斷增加。
徹底的反思
該團隊比較了觀察結果橢圓星系，在過去和現在都缺乏恆星形成。
這些死亡星系已經耗盡了它們所有的燃料，因此在這段時間內黑洞質量的任何增加都不能歸因於黑洞透過累積物質而生長的正常過程。
相反，該團隊提出，這些黑洞實際上含有真空能量，它們與宇宙的膨脹“耦合”，因此它們的質量隨著宇宙的膨脹而增加。
這個模型巧妙地為宇宙中的暗能量提供了可能的起源。 它也避免了影響某些黑洞研究的數學問題，因為它避免了中心奇點的需要。
研究小組也計算了宇宙中有多少暗能量可以歸因於這種耦合過程。 他們的結論是，黑洞有可能提供必要數量的真空能量來解釋我們今天在宇宙中測量到的所有暗能量。
這不僅可以解釋宇宙中暗能量的起源，還可以讓我們從根本上重新思考對黑洞及其在宇宙中的作用的理解。
需要做更多的工作來透過對天空的觀測和理論來測試和證實這個想法。 但我們最終可能會看到解決暗能量問題的新方法。
克里斯皮爾森，RAL Space 空間運作部天文學組組長和客座研究員，開放大學和戴夫·克萊門茨，天文物理學讀者，倫敦帝國學院
