黑洞可能会产生暗能量，有可能解决宇宙学之谜

宇宙正在经历加速膨胀。我们称这种扩张的源头为– 一种神秘的能量形式，渗透到整个宇宙，推动时空分开。我们不知道暗能量是什么，但它的存在使天文学家能够解释宇宙的许多特征。一项新的假设提出了这种能量的一个非常奇特的来源：黑洞。

这个想法是黑洞是“宇宙耦合的”——这意味着随着宇宙的膨胀它们会变得更大。但这也可能意味着相反的情况：随着它们变大，宇宙也在膨胀。暗能量只是一种物质，一种能量形式，是在形成黑洞时产生的。当黑洞吞噬恒星或某些星际等离子体时，它会产生更多的暗能量。这个想法并不新鲜，它实际上来自 20 世纪 60 年代的黑洞物理学，早在我们对宇宙正在经历加速膨胀有任何了解之前。

这绝对是前沿的东西。我们并不知道这里发生的一切。我们基本上只知道它的草图。

凯文·克罗克博士

该团队使用来自暗能量光谱仪器的数据，这使我们能够估计不同时间点的宇宙大小。研究人员将这些数据与当时宇宙中已知的恒星形成率结合起来，然后将两者进行比较。

“我们只需将有关恒星形成的信息输入到这个场景中，我们就会问：好吧，这个场景下的宇宙有多大？如果黑洞的产生实际上是暗能量的产生，并且黑洞的产生是通过恒星形成速率来追踪的，那么宇宙的增长速度有多快？”凯文·克罗克博士来自亚利桑那州立大学的教授告诉 IFLScience。

他们发现黑洞的增长和宇宙的膨胀之间存在着很好的一致性。大质量恒星的死亡会产生黑洞，宇宙中暗能量的数量也会增加。这可能只是一个有趣的相关性，但它会产生一些后果，使其对团队成员有吸引力。

将黑洞视为暗能量团解决了黑洞研究中的一个问题，因为它们的中心不需要有奇点。这是对广义相对论的重大挑战。它还解决了暗能量的来源，尽管该团队不知道黑洞内常规（称为重子）物质的转换实际上是如何产生暗能量的。

最后但并非最不重要的一点是，它解决了– 天文学中的一个问题，不同的方法对宇宙膨胀率产生不同的估计。星系的测量说明了一件事，而宇宙微波背景（CMB）（大爆炸的回声）的测量说明了另一件事。

使用星系距离法，膨胀率为每秒每兆秒差距72.8公里。这个测量单位乍一看可能有点奇怪。这意味着，如果两个星系相距 1 兆秒差距（326 万光年），则宇宙膨胀使它们看起来像是以每秒 72.8 公里（45.2 英里）的速度相互远离。

另一方面，CMB 的值为每秒每百万秒差距 67.4 公里（41.9 英里）。每个值的不确定性都很小并且不重叠，但如果暗能量来自黑洞，那么从宇宙微波背景中提取的测量值需要调整。

“如果你通过黑洞的产生将重子物质转化为暗能量（因为黑洞就是这种暗能量斑点），那么你对大爆炸的预期膨胀率不是 67.4 [公里每秒每兆秒差距]，而是基本上是 70。这让你更接近后期测量，”克罗克博士告诉 IFLScience。

克罗克与前夏威夷大学数学家乔尔·韦纳 (Joel Weiner) 一起开始了这项工作。他坦率地讲述了这个想法面临的挑战以及可能的解决方案。虽然宇宙学耦合黑洞假说有观测支持，但当涉及到整个宇宙时，它无法轻易解释在引力波研究和球状星团中观察到的黑洞。

暗能量黑洞将解决宇宙学中的重大问题，但它们可能无法解释黑洞的所有天体物理观测结果。这些暗能量黑洞将如何运作？这就是问题所在。但这不仅仅是理论上的。该团队正在建立一个案例来寻找这些暗能量黑洞可能在宇宙中做什么。

“这绝对是前沿的东西，”克罗克博士解释道。 “我们并不知道这里发生的一切。我们基本上只知道它的草图，但草图足够了，它可以是一个定量的草图，我们可以去寻找这些效果。”

描述这些结果的论文发表在宇宙学与天体粒子物理学杂志。