在美國亞利桑那州南部的一個安靜山頂上，5,000 個機器眼每晚都在掃描天空，每個眼睛都鎖定著距離我們數十億光年的星系。這個名為 DESI 的有趣儀器，現在已經提供了一個足以顛覆數十年物理學假設的驚人發現。
多年來，科學家們相信黑暗能量，即那種加速宇宙膨脹的無形力量，是恆定不變的。然而，根據基於 DESI 最新宇宙圖的研究，這一觀點似乎並不正確。研究作者指出，黑暗能量對宇宙的影響並不是固定的，隨著時間的推移，它的性質似乎發生了變化。這一發現還伴隨著一個更引人入勝的轉折：研究團隊的分析暗示，黑洞可能正在悄悄地將死去的恆星轉化為黑暗能量。
對於那些追尋黑暗能量超過二十年的物理學家來說，這種將黑暗能量與恆星死亡及黑洞誕生聯繫起來的想法，不僅意外，而且可能具有變革性。DESI 天文望遠鏡利用數千個機器眼，每隔 15 分鐘針對不同的星系進行觀測。夜復一夜，它已經建立了宇宙中最詳細的地圖，跟蹤著數以百萬計的星系和古老的發光物體，其中一些的歷史可以追溯到宇宙年齡不到現在一半的時候。
研究團隊專注於一種名為宇宙耦合黑洞（CCBH）假說的非常規想法。這一模型並不僅將黑洞視為吞噬物質的宇宙陷阱，而是將其描述為黑暗能量的微小水滴。根據這一觀點，當一顆巨大的恆星死亡並塌縮成黑洞時，其部分普通物質將轉化為黑暗能量。如果這一假設成立，那麼宇宙中的黑暗能量量應該隨著恆星形成歷史的變化而增加，這一增長率在過去幾十年來已經通過哈勃和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡進行了測量。
當研究團隊將這一模型應用於 DESI 三年的精確數據時，結果令人驚訝。黑暗能量密度似乎與恆星形成率相匹配，正如 CCBH 假說所預測的那樣。一位研究人員 Gregory Tarlé 表示：「這篇論文首次將數據與特定的物理模型相匹配，並且效果良好。」這一成果不僅如此，CCBH 模型還解決了另一個長期存在的難題，即中微子的質量。科學家們知道中微子必須有大於零的質量，但確定其具體數值一直非常困難。使用傳統的 DESI 數據解釋，數據顯示出不合理的結果，甚至暗示負質量。
根據這一模型，「中微子的質量概率分佈不僅指向一個正數，還是一個完全與地面實驗一致的數字。我覺得這非常令人興奮。」另一位研究作者 Rogier Windhorst 補充道。這為 CCBH 假說提供了重要的可信度。此外，這項研究還幫助緩解了宇宙學中的另一個緊張局勢，即所謂的哈勃速率問題。不同的測量宇宙今天膨脹速度的方法給出了略有不同的答案。然而，如果某些物質如 CCBH 模型所建議的那樣，穩定地轉化為黑暗能量，那麼宇宙的膨脹速度將比預期的更快，這使得數字之間的差距更接近。
如果黑洞真的是黑暗能量的工廠，那麼物理學教科書可能需要重新編寫。CCBH 模型巧妙地將曾經看似無關的各種現象聯繫在一起：恆星的死亡、黑洞的行為、宇宙的增長以及中微子的神秘性質。它還為為什麼黑暗能量僅在恆星形成後出現提供了一個自然的解釋，而不是在宇宙誕生時就固定的魔法數字。然而，這一模型距離被認為是不可動搖的宇宙真理仍然非常遙遠。
儘管 DESI 的大規模星系地圖支持 CCBH 的解釋，但對個別黑洞的詳細研究尚未提供同樣強有力的證據。研究作者還建議，需要更多數據、更精確的測量和獨立的測試來驗證這一方法。「需要更多數據、嚴謹的分析和更廣泛的審查來確定它是否能成為解釋我們宇宙的新範式。當然，隨著新數據的出現，它也可能被排除在外。」研究作者 Gustavo Niz 說。這項研究已發表在《物理評論快報》期刊上。
