【最新研究】詭異！黑洞竟無故變大：新發現或顛覆宇宙學

宇宙在加速膨脹。今天的宇宙比過去膨脹得快，離我們越遠的宇宙離開我們的速度也越快。這讓科學家百思不得其解。
人們假設時空中存在某種未知的斥力，正在抵抗引力的拉動，推動宇宙加速膨脹，并稱這種假想中的力量為「暗能量」。計算結果顯示，「暗能量」占宇宙「質量和能量」總和的68%。「暗能量」比較有可能就是所謂的「真空能」。但無論叫什麼名字，科學家對這種力量的本質都一無所知。

黑洞附近的視覺呈現。NASA
2月15日，《天體物理學期刊通訊》雜志上發表了一篇論文。通過這篇論文，來自9個國家的17位天文學家稱，他們首次發現了「暗能量」可能與黑洞有關的證據。
黑洞一般是大質量恒星消亡后的遺骸。超過臨界值的強大引力和壓力在死星爆發過程中將恒星的內核向內擠壓，將大量的物質壓縮進一個極小的空間。一個質量和太陽一樣的恒星如果要變成黑洞，其所有質量必須擠入一個直徑只有幾十千米的球體內。

黑洞一旦形成，就會產生強大的引力，強大得連光也無法逃離它的引力。正因如此，我們無法看到它「里面」究竟是什麼樣子的，而只能看到一個黑洞。所有現有的物理學理論，都無法解釋它「里面」有什麼，因為當它們描述黑洞內部時，都會在數學上歸結于「奇點」。「奇點」則意味著「無解」。
宇宙中除了個體較小的「恒星級黑洞」，還有通常端坐于星系中心的「超大質量黑洞」。「超大質量黑洞」與「恒星級黑洞」在質量上根本不是一個量級的，它們的質量動輒可達幾百萬至幾十億個太陽。

黑洞會變大，這不奇怪。黑洞能夠通過「吞噬」外部物質增加質量，變得「越來越大」。這些物質可以是靠得太近的恒星或星云，也可以是其他黑洞。人類的引力波天文台已經探測到很多起發生在遙遠宇宙中的黑洞合并事件。
但在那些「超大質量黑洞」身上，有一件事一直困擾著天文學家。他們發現這些黑洞如果按照典型的物質吞噬或黑洞合并機率，無法「長」到今天那麼大。
而這一次，研究人員對宇宙中多個與地球距離各不相同的橢圓星系中心黑洞參數進行了比較后，又發現了一個更奇怪的現象。

橢圓星系是一類缺乏造星活動的星系，這意味著它們內部可供中心黑洞吞噬的物質已經耗盡。如果是這樣，這就意味著它們中心的「超大質量黑洞」在星系停止造星后，便不會再明顯地長大。
研究人員分析的這些橢圓星系有些處于遙遠的宇宙，意為它們處于宇宙的早期；有些處于較近的太空中，意為它們更接近宇宙的「今天」。當研究人員比較這些星系中心的「超大質量黑洞」后，吃驚地發現，「今天」的橢圓星系中心「超大質量黑洞」質量要比那些遙遠宇宙中橢圓星系中心「超大質量黑洞」的質量大很多。而由于它們已經長期缺乏食物，這些多出來的質量不可能是它們通過這樣的方式獲得的。

研究人員認為，這一現象表明，如果宇宙的加速膨脹是因為有「真空能」，亦即所謂的「暗能量」，那麼黑洞的內部可能也包含有「真空能」，而且它們所包含的「真空能」與宇宙的膨脹是「耦合」的。這導致它們的質量在宇宙的膨脹過程中，同步增加了。
研究人員通過計算發現，假如這種「耦合」確實存在，那麼宇宙中的所有黑洞恰好能夠解釋今天我們所觀測到的宇宙加速膨脹。

研究人員建立的模型，能夠為「暗能量」的起源提供一種較好的解釋；與此同時也在數學上避免了黑洞內部出現「奇點」。但究竟是什麼原因導致了這種「耦合」，卻仍是一個謎。
認為黑洞內存在「真空能」的看法并不是新的。但假如說黑洞內的「真空能」會與宇宙的膨脹「耦合」，也就是說它們是相互依賴的，卻是一個新的發現。它不但為我們揭示「暗能量」的本質提供了新思路，還能讓我們對黑洞以及它們在宇宙中所扮演的角色進行反思。


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