黑洞天文学家称，它可以解释构成宇宙大部分的神秘能量形式。
的存在“暗能量”是通过对恒星和星系的观测推断出来的，但没有人能够解释它是什么，或者它来自哪里。
构成我们周围熟悉的世界的物质或物质仅占宇宙中所有事物的 5%。另外 27% 是暗物质，普通物质的影子对应物，不发射、反射或吸收光。然而，宇宙的大部分——大约 68%——是暗能量。
新的证据表明黑洞可能是暗能量的来源，描述于一篇科学论文发表于天体物理学杂志通讯。
这项研究由夏威夷大学领导，由来自 9 个国家的 17 名天文学家共同完成。此次合作包括英国 STFC RAL Space、开放大学和伦敦帝国理工学院的研究人员。
通过搜索跨越 90 亿年宇宙历史的数据，天文学家发现了第一个证据“宇宙耦合”，这意味着黑洞随时间的增长与宇宙本身的膨胀有关。
黑洞可能含有某种叫做真空能（暗能量的一种表现形式）并不是什么新鲜事，事实上早在 20 世纪 60 年代就已经在理论上进行了讨论。
但这项最新研究假设，随着宇宙因宇宙学耦合而膨胀，这种能量（以及黑洞的质量）会随着时间的推移而增加。
研究小组计算了宇宙中有多少暗能量可以归因于这个过程。他们发现黑洞有可能解释我们今天在宇宙中测量到的暗能量总量。
这一结果可以解决现代宇宙学中最基本的问题之一。
快速扩张
我们的宇宙始于大爆炸大约137亿年前。空间和时间爆炸产生的能量导致宇宙迅速膨胀，所有星系都相互远离。
然而，由于引力对宇宙中所有物质的影响，我们预计这种膨胀会逐渐减慢。
这是我们认为自己生活的宇宙版本，直到 20 世纪 90 年代末，哈勃太空望远镜发现了一些奇怪的东西。对遥远爆炸恒星的观测表明，在过去，宇宙实际上，当时的扩张速度比今天要慢。
所以宇宙的膨胀并没有像大家想象的那样因为引力而减慢，而是一直在加速。这是非常出乎意料的，天文学家很难解释它。
为了解释这一点，有人提出“暗能量”将物体分开的能力比引力将物体拉在一起的能力更强。
暗能量的概念与爱因斯坦提出但后来被放弃的数学结构非常相似——“宇宙常数”它对抗重力并防止宇宙崩溃。
恒星爆炸
但暗能量是什么？解决方案似乎可能在于另一个宇宙之谜：黑洞。黑洞通常诞生于大质量恒星在生命结束时爆炸并死亡。
这些剧烈爆炸中的重力和压力将大量物质压缩到狭小的空间中。例如，一颗与太阳质量相同的恒星会被压缩到几十公里的空间中。
一个黑洞黑洞的引力是如此之强，以至于连光都无法逃脱——所有的东西都会被吸进去。黑洞的中心有一个地方，叫做“黑洞”。奇点，其中物质被压碎成无限密度的点。
问题在于奇点是一种不应该存在的数学构造。
位于星系中心的黑洞比恒星剧烈死亡时产生的黑洞要重得多。这些银河系“超大质量”黑洞的重量是太阳质量的数百万至数十亿倍。
所有黑洞的体积都会通过积累物质、吞噬距离太近的恒星或与其他黑洞合并而增加。因此，我们预计随着宇宙变老，它们会变得更大。
在最新的论文中，研究小组观察了星系中心的超大质量黑洞，发现这些黑洞的质量在数十亿年的时间里不断增加。
彻底的反思
该团队比较了观察结果椭圆星系，在过去和现在都缺乏恒星形成。
这些死亡星系已经耗尽了它们所有的燃料，因此在这段时间内黑洞质量的任何增加都不能归因于黑洞通过积累物质而生长的正常过程。
相反，该团队提出，这些黑洞实际上含有真空能量，并且它们与宇宙的膨胀“耦合”，因此它们的质量随着宇宙的膨胀而增加。
这个模型巧妙地为宇宙中的暗能量提供了可能的起源。它还规避了影响某些黑洞研究的数学问题，因为它避免了中心奇点的需要。
研究小组还计算了宇宙中有多少暗能量可以归因于这种耦合过程。他们的结论是，黑洞有可能提供必要数量的真空能量来解释我们今天在宇宙中测量到的所有暗能量。
这不仅可以解释宇宙中暗能量的起源，还可以让我们从根本上重新思考对黑洞及其在宇宙中的作用的理解。
需要做更多的工作来测试和证实这个想法，无论是从天空的观测还是从理论上。但我们最终可能会看到解决暗能量问题的新方法。
克里斯·皮尔森，RAL Space 空间运营部天文学组组长和客座研究员，开放大学和戴夫·克莱门茨，天体物理学读者，伦敦帝国理工学院
