黑洞内部隐藏着暗能量？新研究揭开宇宙加速膨胀之谜

宇宙中的所有物质都携带能量，因为 E=mc²。但是宇宙包含不同类型的能量，目前最好的数据表明，宇宙中大约 4.5% 的能量是普通物质，22.7% 是暗物质，其余 72.8% 是暗能量。

暗能量和暗物质是两种不同的东西，具有不同的性质和不同的影响。暗物质是使星系旋转得更快的物质，而暗能量是宇宙加速膨胀的原因。暗能量是一种神秘的力量，我们不知道它是什么，也不知道它来自哪里。一些物理学家提出了各种理论来解释暗能量，比如宇宙常数、修正引力等。

然而，最近的一项研究表明，我们可能不需要任何新的理论来解释暗能量。相反，他们提出黑洞是暗能量的来源，并且是在黑洞的核心内部创造出来的。众所周知，黑洞既不是暗物质也不是暗能量，它们是由恒星坍缩和随后的合并或吸积形成的。

黑洞是由普通物质构成的，并且表现得像普通物质。4.5% 的普通物质中的绝大部分是气体，而黑洞最多占这 4.5% 的百分之几。这其实就已经告诉我们，黑洞是暗能量来源的想法是很难理解的，但对黑洞的新研究却告诉我们事实就是如此。

根据爱因斯坦的广义相对论，引力不是一种力，而是质量弯曲时空的结果。当一个物体的质量大到可以无限弯曲时空时，就会存在一个奇点：一个密度无穷大、体积为零的点。黑洞中心就存在这样一个奇点，在这一点上，所有已知的物理定律都失效了。

但进行这项研究的科学家认为，黑洞中不存在奇点。相反，他们认为时空可以被质量弯曲的程度是有限的。当达到这个极限时，时空就会变得有弹性，并像弹簧一样弹回来。这就产生了一种排斥力，将物质和能量从黑洞中心推开，这种力就是我们所说的暗能量。

新研究事实上有两篇论文。在第一篇论文中，他们对不同星系中的黑洞样本进行了扩展数据分析。粗略地说，星系越远它就越年轻。因此，这意味着他们的数据收集了不同年龄的星系，这使他们能够推断出星系中黑洞的增长速度。他们发现超大质量黑洞在 90 亿年内增长了大约 7 到 20 倍，这比黑洞合并和吸积模型预期的要快。

在另一篇论文中，他们提出黑洞可能是暗能量的来源。如果是这样的话，那么黑洞质量会随着宇宙膨胀而增长，这样就可以解释观测结果了。事实上，他们发现观察到的增长非常符合这个想法。此外，他们还提出了对该想法的其他测试，包括在低角动量下对宇宙微波背景的精确测量、伽马射线暴的强透镜作用以及一些难以验证的预测。

如果这个模型是正确的，这就意味着我们宇宙中的每个黑洞的核心都含有暗能量。由于我们的宇宙中有数十亿个黑洞，它们共同促成了我们宇宙的加速膨胀。

这个想法对我们理解宇宙学有一些暗示。首先，这意味着我们不需要添加任何新的东西来解释暗能量，黑洞与爱因斯坦的引力相结合就足够了。另一方面，暗能量在整个时空中不是均匀的，它取决于不同区域黑洞的数量和大小。

当然，这个想法仍然是推测的，需要更多的证据来支持。对于为什么超大质量黑洞增长得比预期快，除了黑洞内部的暗能量解释外，可能还有其他解释。但如果这个想法被证明是正确的，那么我们就可以解决两个谜团：黑洞中心发生了什么，暗能量是什么。

本文来自微信公众号：万象经验 （ID：UR4351），作者：Eugene Wang

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