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科学家称,黑洞解开了宇宙为何不断膨胀的谜团

放大字体  缩小字体 2025-04-21 08:11  浏览次数:0

NGC 4150

科学家们认为,维系宇宙的神秘力量暗能量可能潜伏在黑洞中。

宇宙由一种无形的普遍能量保持静态平衡的观点是由阿尔伯特·爱因斯坦在1917年首次提出的,他称之为“宇宙常数”。

在20世纪90年代末,科学家们证明了膨胀的宇宙正在加速而不是减速,这意味着有某种东西压倒了行星、恒星和星系的引力,在它们本应自然聚集在一起的时候将它们推开。

这种力量被称为“暗能量”,尽管它肯定占了宇宙的近70%,但没有人知道它是什么,也不知道它在哪里。

现在,科学家们第一次有证据表明黑洞是暗物质的源头。

来自卢瑟福阿普尔顿实验室科学技术设施委员会的研究合著者克里斯·皮尔森博士说:“如果这个理论成立,那么这将彻底改变整个宇宙学,因为我们终于找到了困扰宇宙学家和理论物理学家20多年的暗能量起源的解决方案。”

专家们在研究休眠星系中的黑洞后得出了这一结论。

当大质量恒星到达生命的尽头并内爆时,黑洞就形成了,坍缩成无限小的点,并产生了强大的引力,以至于光都无法逃脱。它们可以通过吸收附近的恒星来继续生长。

科学家们发现,即使在没有更多物质可以吸收的休眠星系中,黑洞仍在增长。它的速度与宇宙的加速一致——这种现象被称为“宇宙耦合”。

这表明暗能量是额外质量的背后,黑洞核心或暗能量随着宇宙的膨胀而增长。

皮尔逊博士补充说:“暗能量是宇宙加速的原因,它就像负压一样,让所有的东西都飞离彼此,但天文学家一直在努力寻找它的起源。

“我们所做的是观察黑洞如何随着时间的推移而增长。它们可以变大,可以吞噬周围的恒星,所以我们预计它们会随着宇宙的演化和年龄的增长而变大。

“但当我们测量时,我们发现这些黑洞的质量增加远远超过了通过吞噬恒星和合并所预测的,所以我们需要一些东西来解释这些额外的质量。

“当我们观察这些观察结果时,我们发现我们可以将结果与最近的理论相吻合,这些理论表明黑洞的核心可能含有暗能量。”

他补充说:“黑洞中的暗能量并不是什么新鲜事,但这是第一次将这种奇异的理论与切实的观察联系起来。”

NGC 524

专家们认为,暗能量就像引力一样,不是粒子,而是编织在空间和时间的结构中。

在宇宙早期,物质紧密地聚集在一起,因此暗能量没有产生重大影响。但大约50亿年前,宇宙膨胀得如此之大以至于暗能量开始超过引力,膨胀开始加速。

天体物理学家预测,与暗能量相比,引力最终会变得非常微弱,只会留下原子,无法形成新的恒星,导致宇宙的寒冷死亡。

来自伦敦帝国理工学院物理系的研究合著者戴夫·克莱门茨博士说:“这真是一个令人惊讶的结果。我们开始研究黑洞如何随着时间的推移而增长,并可能找到了宇宙学中最大问题之一的答案。”

这项研究发表在《天体物理学杂志》和《天体物理学杂志通讯》上的两篇论文中。