Черные дыры как источник темной энергии? DESI предлагает новый взгляд на эволюцию Вселенной
В последние десятилетия ученые столкнулись с загадкой ускоренного расширения Вселенной, которое приписывают таинственной темной энергии. Ее природа остается неясной, и исследователи активно ищут ответы на этот вопрос. Недавно ученые из Аризонского государственного университета предложили новую гипотезу, которая может пролить свет на эту загадку.
Суть гипотезы заключается в том, что источником темной энергии могут быть черные дыры, образующиеся в результате коллапса звезд. Эта идея основана на том, что производство черных дыр тесно связано с процессом звездообразования, который, в свою очередь, меняется с течением времени.
Как это работает?
В ранней Вселенной звездообразование было интенсивным, и, соответственно, активно формировались черные дыры. Со временем темп звездообразования снижался, что привело к уменьшению количества новых черных дыр.
Согласно предложенной модели, черные дыры не просто пассивно существуют, а взаимодействуют с окружающим пространством-временем, выступая в роли своеобразных «фабрик» темной энергии.
Подтверждение гипотезы
Ученые проанализировали данные, полученные с помощью спектроскопического инструмента темной энергии DESI. Этот инструмент измеряет барионные акустические осцилляции (БАО) — колебания плотности барионной материи в ранней Вселенной.
Результаты анализа показали, что плотность темной энергии менялась со временем, что согласуется с предсказаниями модели, основанной на черных дырах.
![Плотность темной энергии (ТЭ) как функция красного смещения, предсказанная по космологически связанным, звездно-коллапсирующим БХ (черный). Поскольку производство БХ при звездном коллапсе отслеживает звездообразование, показано влияние двух эмпирически определенных моделей. Модель Trinca ψ (сплошная) характеризует амплитудное звездообразование при высоких z, что согласуется с недавними наблюдениями космического телескопа Джеймса Уебба [10, 11 здесь и далее см. оригинальное исследование]. Модель Madau ψ (пунктирная) - это фидуциальная скорость, определенная по многочисленным измерениям светимости в ИК- и УФ-диапазонах, в основном при z < 4 [12, 13]. DESI параметризует временную эволюцию DE через уравнение состояния с параметрами w0 и wa, определенными из совместных подгонок к наборам данных BAO, CMB и SNe. Области (заштрихованные) отражают ±1σ неопределенности в плотности DE, как определено по наборам данных SNe от Pantheon (зеленый), Union3 (красный) и DES Y5 (синий). Временная эволюция плотности DE, источником которой являются звездные коллапсирующие BHs, остается в пределах < 1σ от модели w0wa для каждого набора данных до z ≲ 0.2. Асимптотическое поведение поздней DE ожидается от космологически связанных БХ, поскольку производство звездных предшественников уменьшалось в течение последних ∼ 9 Гр.](https://img.ixbt.site/live/images/original/31/86/97/2024/10/29/94b3bd1589.png)
Последствия для космологии
Если гипотеза о черных дырах как источнике темной энергии подтвердится, это будет иметь важные последствия для нашего понимания эволюции Вселенной.
Во-первых, это позволит объяснить, почему темная энергия стала доминирующей силой именно в поздней Вселенной.
Во-вторых, это может помочь решить проблему «недостающих барионов» — наблюдаемого дефицита барионной материи в локальной Вселенной. Согласно модели, часть барионов была поглощена черными дырами, превратившись в темную энергию.
Дальнейшие исследования
Гипотеза о черных дырах как источнике темной энергии пока находится на стадии разработки. Для ее подтверждения необходимы дальнейшие исследования, в том числе анализ данных будущих космологических обзоров.
Однако, даже на данном этапе эта гипотеза представляет собой интересную и перспективную идею, которая может привести к существенному прогрессу в нашем понимании природы темной энергии и эволюции Вселенной.
Заключение
Представленная гипотеза о черных дырах как источнике темной энергии предлагает новый взгляд на одну из самых фундаментальных проблем современной космологии. Дальнейшие исследования помогут проверить эту гипотезу и, возможно, открыть новую страницу в нашем понимании Вселенной.
1 комментарий
Добавить комментарий