По мнению группы астрофизиков, ускоряющееся расширение Вселенной увеличивает черные дыры в ней.
В 2015 году астрономы засекли две сливавшиеся черные дыры благодаря ряби в пространстве-времени, которую они создали. С тех пор детекторы гравитационных волн обнаружили еще много таких слияний, расширив наше понимание самых эпических столкновений, известных науке. Теперь группа астрофизиков, изучающая данные этих находок, предполагает, что сверхмассивные черные дыры на самом деле расширяются вместе с самой Вселенной.
Вселенная расширяется с ускорением, но дело не в том, что все просто становится больше. Скорее, огромные массы, такие как галактики, удаляются все дальше от нас (и друг от друга) по мере того, как пространство между ними расширяется. Мы не испытываем это расширение локально, потому что гравитация удерживает вместе нашу Солнечную систему и другие скопления материи, но мы можем увидеть расширение, когда смотрим в космос и замечаем далекие галактики, ускоряющиеся в направлении от нас (свет, который мы видим от них, «с красным смещением», что означает, что длины волн растянуты в расширенном пространстве). Никто точно не знает, почему Вселенная расширяется все быстрее и быстрее, но астрофизики винят в этом необъяснимое явление, называемое темной энергией.
Согласно новому исследованию, расширение Вселенной может делать определенные объекты больше. Исследователи утверждают, что сверхмассивные черные дыры имеют достаточно огромную массу и достаточно продолжительное время жизни, чтобы на них могло повлиять это расширение, а это означает, что, в отличие от Земли, Солнца или других гравитационно связанных объектов, черные дыры заметно растут вместе со Вселенной. Статья об этом опубликована на прошлой неделе в Astrophysical Journal Letters.
Обнаружила пару черных дыр в 2015 году коллаборация LIGO и Virgo в подземных экспериментах, в которых используются лазерные лучи и зеркала для улавливания ряби в пространстве-времени, известной как гравитационные волны. Авторы нового исследования рассматривали черные дыры как два объекта, вызвавших сигнал 2015 года.
«В любом индивидуальном слиянии LIGO-Virgo видит что-то вроде последних 10 секунд захватывающего трейлера нового сериала. Предлагаемая нами модель описывает всю сюжетную арку всей серии, помещая клипы, используемые для создания трейлера, в контекст», пояснил астрофизик из Гавайского университета в Маноа Дункан Фарра.
Команда смоделировала размер черных дыр пропорционально расширению Вселенной и обнаружила, что черные дыры будут расти по спирали навстречу друг другу. Такое же расширение может произойти и с теми дырами, которые не движутся по спирали друг к другу. То же самое произойдет и с черными дырами в центрах галактик.
Соавтор статьи, астрофизик из Гавайского университета в Маноа Кевин Крокер рассказал: «Мы предположили, что масса любой черной дыры пропорциональна размеру Вселенной, повышенного до некоторой степени. Этот показатель демонстрирует «силу» связи. В любой расширяющейся Вселенной все массы черных дыр будут расти таким образом. Если расширение Вселенной ускоряется, массы черных дыр будут расти все быстрее и быстрее. Так что рост вызывает не ускорение расширения, а само расширение».
Черные дыры, которые являются самыми плотными из известных объектов во Вселенной и образуются, когда огромные звезды схлопываются, могут сближаться друг с другом в слияниях, которые происходят в очень длительных временных масштабах, иногда за миллиарды лет. Из-за того, сколько времени длится это слияние, это означает, что размер Вселенной, когда образовались черные дыры, был намного меньше, чем сейчас, когда дыры сталкиваются. По словам астрофизика из Чикагского университета, научного сотрудника НАСА по Хабблу и соавтора статьи Майкла Зевина, массы, вовлеченные в любое слияние, будут зависеть от их первоначальных размеров при образовании, формы и размера их орбит и конечно, возраста дыр.
Это все еще во многом гипотеза, но космологическая связь, то есть свойства черных дыр, связанные со свойствами космоса, уже доказана. Фотоны или частицы света тоже космологически связаны, но наоборот: по мере расширения Вселенной черные дыры получают, а фотоны теряют энергию, потому что их длины волн со временем растягиваются.
