На сайте Phys.org размещена интересная статья "Ученые нашли первое доказательство того, что черные дыры являются источником темной энергии".

Наблюдения за сверхмассивными черными дырами в центрах галактик указывают на вероятный источник темной энергии — «недостающие» 70% Вселенной.

Измерения древних и спящих галактик показывают, что черные дыры растут больше, чем ожидалось, что соответствует явлению, предсказанному в теории гравитации Эйнштейна. Результат потенциально означает, что к нашей картине Вселенной не нужно добавлять ничего нового, чтобы объяснить темную энергию: источником являются черные дыры в сочетании с гравитацией Эйнштейна. К такому выводу пришла группа из 17 исследователей из 9 стран. Работа опубликована в двух статьях в свободном доступе в журналах The Astrophysical Journal и The Astrophysical Journal Letters.

Ученые начали с изучения того, как черные дыры растут со временем, и, возможно, нашли ответ на один из самых больших вопросов космологии - решение о происхождении темной энергии, которое было ставит в тупик космологов и физиков-теоретиков уже более 20 лет.

В 1990-х годах было обнаружено, что расширение Вселенной ускоряется — все удаляется от всего остального со все большей и большей скоростью. Это трудно объяснить — гравитационное притяжение между всеми объектами во Вселенной должно замедлять расширение.

Чтобы объяснить это, было высказано предположение, что «темная энергия» ответственна за раздвигание сильнее, чем гравитация. Это было связано с концепцией, предложенной Эйнштейном, но позже отвергнутой, — «космологической постоянной», противодействующей гравитации и удерживающей Вселенную от коллапса.

Эта концепция была возрождена с открытием ускоряющегося расширения Вселенной, основным компонентом которого является своего рода энергия, включенная в само пространство-время, называемая энергией вакуума. Эта энергия раздвигает Вселенную дальше друг от друга, ускоряя расширение.

Тем не менее, черные дыры представляли собой проблему — их чрезвычайно сильной гравитации трудно противостоять, особенно в их центрах, где все, кажется, разрушается в явлении, называемом «сингулярностью».

Новый результат показывает, что черные дыры набирают массу таким образом, что они содержат энергию вакуума, обеспечивая источник темной энергии и устраняя необходимость формирования сингулярностей в их центре.

Вывод был сделан в результате изучения девяти миллиардов лет эволюции черной дыры. Черные дыры образуются, когда массивные звезды подходят к концу своей жизни. Когда они находятся в центрах галактик, их называют сверхмассивными черными дырами. Они содержат массу в миллионы или миллиарды раз больше массы нашего Солнца внутри себя в сравнительно небольшом пространстве, создавая чрезвычайно сильную гравитацию.

Черные дыры могут увеличиваться в размерах, аккрецируя вещество, например, поглощая звезды, которые подходят слишком близко, или сливаясь с другими черными дырами. Чтобы выяснить, могут ли одни только эти эффекты объяснить рост сверхмассивных черных дыр, команда изучила данные за девять миллиардов лет.

Исследователи рассмотрели особый тип галактик - гигантские эллиптические галактики, которые эволюционировали во Вселенной на ранней стадии, а затем стали бездействующими. Спящие галактики закончили формирование звезд, оставив мало материала для аккреции черной дыры в их центре, и любой дальнейший рост не может быть объяснен этими нормальными астрофизическими процессами.

Сравнение наблюдений за далекими галактиками (когда они были молодыми) с местными эллиптическими галактиками (которые старые и мертвые) показало гораздо больший, чем предсказывалось, рост за счет аккреции или слияний: современные черные дыры в 7—20 раз больше, чем были девять миллиардов лет назад.