Международная группа ученых из девяти стран, в том числе из Имперского колледжа Лондона и лаборатории Резерфорда-Эпплтона, получила первые доказательства происхождения темной энергии в черных дырах. Открытие, опубликованное в The Astrophysical Journal, показывает соответствие с существующей теорией гравитации Эйнштейна.
Темная энергия — ранее гипотетический вид энергии, которую добавили в математическую модель Вселенной для объяснения наблюдаемого ее расширения (сильнее, чем от гравитации) с ускорением. Считается, что она составляет около 70 процентов Вселенной. Концепцию темной энергии связывали с теорией Эйнштейна, но позже эта идея была отвергнута.
Теперь специалисты пришли к выводу, что она может быть верна. Расширение Вселенной ускоряется за счет энергии вакуума, включенной в понятие пространство-время. При этом из-за чрезвычайно сильной гравитации черных дыр, которой сложно противостоять, возникает явление, называемое сингулярностью.
Новая работа показывает, что черные дыры набирают массу в соответствии с содержащейся в них энергией вакуума, обеспечивая источник темной энергии и устраняя необходимость образования сингулярности в их центре.
К такому выводу удалось прийти в процессе наблюдения девяти миллиардов лет эволюции черных дыр. Ученые изучили гигантские эллиптические галактики, которые развивались в ранней Вселенной, а затем перестали быть активными. В этих галактиках закончился процесс формирования звезд, в результате чего для будущего рождения черной дыры было слишком мало материала. Это означает, что любой дальнейший рост не объясняется существующими астрофизическими знаниями.
Затем эти галактики (которые уже старые и мертвые) были сравнены с ранними галактиками (когда они были молодыми). Авторы наблюдали рост намного больший, чем предсказывалось: черные дыры сегодня в 7-20 раз больше, чем они были девять миллиардов лет назад.
Дальнейшие измерения показывают соответствие между размером Вселенной и массой черных дыр. Измеренное количество темной энергии во Вселенной может быть объяснено энергией вакуума черной дыры.
Это первое свидетельство того, что черные дыры на самом деле содержат энергию вакуума и что они связаны с расширением Вселенной, увеличиваясь в массе по мере расширения Вселенной.
