Ускоряющееся расширение Вселенной может увеличивать чёрные дыры: астрофизики исследуют космологическую связь

«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 Дункан Фарра из Гавайского университета в Маноа.

По мнению группы астрофизиков, ускоряющееся расширение Вселенной может увеличивать черные дыры. Исследователи предполагают, что сверхмассивные черные дыры способны расширяться вместе с самим космосом.

В 2015 году астрономы впервые зафиксировали слияние двух черных дыр по ряби в пространстве-времени — гравитационным волнам. С тех пор подобных событий было обнаружено множество. Авторы новой работы изучали данные этих находок.

Вселенная расширяется с ускорением, но это не означает, что увеличивается каждая частица. Гравитация удерживает вместе скопления материи, такие как галактики и солнечные системы. Однако само пространство между ними растягивается. Мы наблюдаем это по удаляющимся от нас галактикам, свет от которых испытывает красное смещение.

Согласно исследованию, космическое расширение может влиять на размер определенных объектов. Сверхмассивные черные дыры обладают достаточной массой и существуют достаточно долго, чтобы расти вместе с Вселенной. В отличие от Земли или Солнца, они не являются гравитационно связанными системами в привычном смысле.

Кевин Крокер, астрофизик из Гавайского университета в Маноа и соавтор статьи, рассказал: «Мы предположили, что масса любой черной дыры пропорциональна размеру Вселенной, возведенному в некоторую степень. В любой расширяющейся Вселенной все массы черных дыр будут расти таким образом. Если расширение ускоряется, массы будут увеличиваться все быстрее».

Моделирование показало, что черные дыры могут расти по спирали навстречу друг другу под влиянием расширения пространства. Аналогичный процесс может затрагивать и изолированные черные дыры, включая те, что находятся в центрах галактик.

Черные дыры сближаются и сливаются на протяжении миллиардов лет. За это время Вселенная значительно расширяется. Поэтому при столкновении черные дыры оказываются в пространстве, которое намного больше, чем в момент их образования.

Это явление является гипотезой, но связь свойств черных дыр с космологическими параметрами — так называемая космологическая связь — уже исследуется. Любопытно, что фотоны ведут себя противоположным образом: при расширении Вселенной они теряют энергию, а черные дыры, согласно модели, — приобретают.