在宇宙學中,暗能量被認為是推動宇宙加速膨脹的神秘能量,約佔宇宙總能量的70%。自從大爆炸的約138億年前,暗能量便被認為在宇宙膨脹後期出現,促進了宇宙的持續擴展。然而,暗能量的來源和本質仍然是天文學家們尚未解開的謎團。
近年來,一些天文學家提出了一個激進的假說,認為暗能量可能並非均勻分布於整個空間,而是源自於巨大的黑洞的中心。這一理論最初被許多科學家認為過於離奇,缺乏實證支持。但隨著觀測技術的進步,尤其是暗能量光譜儀(Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI)的運用,這一假說開始獲得新的關注和探討。
此次研究由密西根大學的物理學教授Gregory Tarlé及夏威夷大學的Duncan Farrah等來自五個研究機構的科學家共同完成。他們的研究結果於2024年10月28日發表在《宇宙學與粒子物理學期刊》(Journal of Cosmology and Astroparticle Physics)上。
研究團隊使用位於美國亞利桑那州的Nicholas U. Mayall 4米望遠鏡上安裝的DESI,觀測了數百萬個星系的位置,分析宇宙從大爆炸至今的膨脹歷史。
研究發現,隨著宇宙年齡的增長,暗能量的密度增加與黑洞質量的增長相吻合。具體來說,當新黑洞在大質量恆星死亡後形成時,宇宙中的暗能量也以相應的方式增加。這一現象表明,黑洞可能在宇宙膨脹中扮演了推動者的角色。
研究的核心衝突在於暗能量的來源問題。傳統觀點認為暗能量均勻分布並獨立於宇宙中的物質結構,但本研究提出暗能量可能與黑洞的形成和增長密切相關,這挑戰了現有的宇宙學模型。
影響與後續發展 若這一假說得到進一步驗證,將對宇宙學和天體物理學帶來深遠的影響。在短期內,這一發現可能促使科學界重新審視暗能量的本質及其與黑洞之間的關係,並推動相關觀測和理論研究的進一步發展。
若黑洞確實是暗能量的來源,這將解答暗能量起源的核心問題,同時可能解決目前宇宙學中存在的哈伯張力(Hubble Tension)問題,即不同觀測方法測得的宇宙膨脹速度不一致。
未來,科學家們將依賴DESI及其他先進望遠鏡和儀器,如歐幾里得太空望遠鏡(Euclid)、羅曼太空望遠鏡(Nancy Grace Roman Space Telescope)等,來進行更大範圍和更精確的觀測。
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