黑洞可能會產生暗能量，有可能解決宇宙學之謎

宇宙正在經歷加速膨脹。我們稱這種擴張的源頭為– 一種神秘的能量形式，滲透到整個宇宙，推動時空分開。我們不知道暗能量是什麼，但它的存在使天文學家能夠解釋宇宙的許多特徵。一個新的假設提出了這個能量的一個非常奇特的來源：黑洞。

這個想法是黑洞是「宇宙耦合的」——這意味著隨著宇宙的膨脹它們會變得更大。但這也可能意味著相反的情況：隨著它們變大，宇宙也在膨脹。暗能量只是一種物質，一種能量形式，是在形成黑洞時產生的。當黑洞吞噬恆星或某些星際等離子體時，它會產生更多的暗能量。這個想法並不新鮮，它實際上來自 20 世紀 60 年代的黑洞物理學，早在我們對宇宙正在經歷加速膨脹有任何了解之前。

這絕對是前沿的東西。我們並不知道這裡發生的一切。我們基本上只知道它的草圖。

凱文·克羅克博士

團隊使用來自暗能量光譜儀器的數據，這使我們能夠估計不同時間點的宇宙大小。研究人員將這些數據與當時宇宙中已知的恆星形成率結合起來，然後將兩者進行比較。

「我們只需將有關恆星形成的信息輸入到這個場景中，我們就會問：好吧，這個場景下的宇宙有多大？如果黑洞的產生實際上是暗能量的產生，並且黑洞的產生是透過恆星形成速率來追蹤的，那麼宇宙的增長速度有多快？凱文·克羅克博士來自亞利桑那州立大學的教授告訴 IFLScience。

他們發現黑洞的成長和宇宙的膨脹之間有著很好的一致性。大質量恆星的死亡會產生黑洞，宇宙中暗能量的數量也會增加。這可能只是一個有趣的相關性，但它會產生一些後果，使其對團隊成員有吸引力。

將黑洞視為暗能量團解決了黑洞研究中的一個問題，因為它們的中心不需要有奇點。這是對廣義相對論的重大挑戰。它還解決了暗能量的來源，儘管團隊不知道黑洞內常規（稱為重子）物質的轉換實際上是如何產生暗能量的。

最後但並非最不重要的一點是，它解決了– 天文學中的一個問題，不同的方法對宇宙膨脹率產生不同的估計。星系的測量說明了一件事，而宇宙微波背景（CMB）（大爆炸的迴聲）的測量說明了另一件事。

使用星系距離法，膨脹率為每秒每兆秒差距72.8公里。這個測量單位乍看之下可能有點奇怪。這意味著，如果兩個星系相距 1 兆秒差距（326 萬光年），則宇宙膨脹使它們看起來像是以每秒 72.8 公里（45.2 英里）的速度相互遠離。

另一方面，CMB 的值為每秒每兆秒差距 67.4 公里（41.9 英里）。每個值的不確定性都很小且不重疊，但如果暗能量來自黑洞，那麼從宇宙微波背景中提取的測量值需要調整。

「如果你透過黑洞的產生將重子物質轉化為暗能量（因為黑洞就是這種暗能量斑點），那麼你對大爆炸的預期膨脹率不是 67.4 [公里每秒每兆秒差距]，而是基本上是70。

克羅克與前夏威夷大學數學家喬爾·韋納 (Joel Weiner) 一起開始了這項工作。他坦率地講述了這個想法面臨的挑戰以及可能的解決方案。雖然宇宙學耦合黑洞假說有觀測支持，但當涉及整個宇宙時，它無法輕易解釋在重力波研究和球狀星團中觀察到的黑洞。

暗能量黑洞將解決宇宙學中的重大問題，但它們可能無法解釋黑洞的所有天文物理觀測結果。這些暗能量黑洞如何運作？這就是問題所在。但這不僅僅是理論上的。該團隊正在建立一個案例來尋找這些暗能量黑洞可能在宇宙中做什麼。

「這絕對是前沿的東西，」克羅克博士解釋道。 「我們並不知道這裡發生的一切。我們基本上只知道它的草圖，但草圖足夠了，它可以是一個定量的草圖，我們可以去尋找這些效果。

描述這些結果的論文發表在宇宙學與天文粒子物理學雜誌。