«Если эта теория не будет опровергнута, она совершит революцию во всей космологии, поскольку у нас по крайней мере будет ответ на вопрос о происхождении темной энергии, который мучил космологов и физиков-теоретиков на протяжении более 20 лет», — сказал один из соавторов исследования, Крис Пэрсон из Исследовательского института RAL Space в Англии.
В 1990-х астрофизики открыли ускорение расширения Вселенной — все объекты в ней удаляются друг от друга все быстрее и быстрее. Объяснить это непросто, ведь сила притяжения между всеми объектами должна замедлять расширение. В качестве гипотезы была предложена «темная энергия», на которую сложили ответственность за расширение с ускорением. Ее связали с идеей Эйнштейна, которую тот предложил, а затем сам же и отверг — о «космологической постоянной», которая противостоит гравитации и удерживает Вселенную от коллапса.
Эту концепцию пересмотрели после открытия ускоряющегося расширения, вместе с ее основным элементом — неким видом энергии, включенной в само пространство-время, так называемой «энергией вакуума». Она отталкивает объекты Вселенной, увеличивая скорость расширения. Однако черные дыры плохо вписывались в эту концепцию, поскольку создают вокруг себя область чрезвычайно высокой гравитации, которой сложно сопротивляться. Тем не менее, новые результаты показывают, что масса черных дыр увеличивается в согласии с гипотезой энергии вакуума.
Черные дыры могут увеличиваться в массе, поглощая вещество или сливаясь с другими черными дырами. Для того, чтобы проверить, способен ли только этот эффект объяснить рост сверхмассивных черных дыр, команда ученых исследовала эволюцию черных дыр в центре галактик на протяжении девяти миллиардов лет, пишет Phys.org.
Исследователи изучили определенный тип галактик — гигантские эллиптические, которые появились в ранней Вселенной и с тех пор оставались дремлющими, то есть прекратили формировать звезды. Черные дыры в них получают мало материала для роста, поэтому всякое дальнейшее их увеличение нельзя объяснить обычными астрофизическими процессами.
Сравнив наблюдения за далекими галактиками (то есть молодыми) с местными эллиптическими (старыми и мертвыми), ученые заметили намного больший рост черных дыр, чем объясняет аккреция или слияния: современные черные дыры оказались в 7-20 раз крупнее, чем были 9 млрд лет тому назад.
Дальнейшие измерения в различный период эволюции галактик показали, что теория согласуется с размером Вселенной и массой черных дыр. Это значит, что измеренное количество темной энергии может считаться энергией вакуума черных дыр.
Это первое доказательство наличия в черных дырах энергии вакуума, полученное от наблюдений, а также того, что черные дыры зависят от расширения Вселенной, увеличиваясь в массе по мере ее расширения. Если последующие наблюдения подтвердят его, наше представление о черных дырах придется пересмотреть.
