天文學家早在哈勃時代就知道宇宙正在加速膨脹，但這種膨脹的物理機製仍然是個(ge) 謎。現在夏威夷大學一組研究人員做出了一個(ge) 新的預測：造成這種加速膨脹的暗能量，來自於(yu) 遍布星係之間空隙的致密暗能量天體(ti) ，其研究發表在《天體(ti) 物理學》期刊上。在20世紀60年代中期，物理學家首次提出恒星坍塌不應該形成真正的黑洞，而應該形成一般的暗能量天體(ti) （GEODE）。

與(yu) 黑洞不同，暗能量天體(ti) 不會(hui) 有奇點“破壞”愛因斯坦方程。相反，一個(ge) 旋轉層圍繞著暗能量的核心。從(cong) 外部看，暗能量天體(ti) 和黑洞看起來大體(ti) 相同，即使它們(men) 碰撞的“聲音”是由引力波天文台測得。因為(wei) 暗能量天體(ti) 像黑洞，所以人們(men) 認為(wei) 它們(men) 在太空中的移動方式與(yu) 黑洞相同。夏威夷大學馬諾阿分校物理和天文學係研究員、這項研究的主要作者凱文·克羅克(Kevin Croker)說：如果你想解釋宇宙的加速膨脹，這就成了一個(ge) 問題。

盡管去年證明了暗能量天體(ti) 理論上可以提供必要的暗能量，但需要大量古老而巨大的暗能量天體(ti) （GEODE）。如果它們(men) 像黑洞一樣移動，保持在可見物質附近，像我們(men) 銀河係這樣的星係就會(hui) 被破壞。克羅克與(yu) 物理與(yu) 天文學係Jack Runburg，以及天文研究所及物理與(yu) 天文學係教員Duncan Farrah合作，研究GEODE如何在太空中移動。研究發現，每個(ge) 區域節點周圍的旋轉層，決(jue) 定了它們(men) 之間的相對運動方式。

或是一種全新的現象

如果它們(men) 的外層旋轉緩慢，暗能量天體(ti) 聚集的速度會(hui) 比黑洞快。這是因為(wei) 暗能量天體(ti) 從(cong) 宇宙本身的膨脹中獲得質量。然而，對於(yu) 具有接近光速旋轉層的暗能量天體(ti) ，質量增益由不同的效果主導，並且暗能量天體(ti) 開始相互排斥。如果經過觀察證實，這將是一種全新的現象。該研究小組在假設許多最古老恒星在宇宙年齡不到當前年齡的2%時誕生時，在當時形成了暗能量天體(ti) 的假設下，求解了愛因斯坦的方程式。

當這些古老的暗能量天體(ti) 以其他恒星和豐(feng) 富的星際氣體(ti) 為(wei) 食時，它們(men) 開始非常迅速地旋轉。一旦旋轉得足夠快，暗能量天體(ti) 之間的相互排斥，導致它們(men) 中的大多數“間隔”進入最終成為(wei) 現在星係之間的空隙區域。這項研究支持這樣的觀點：即暗能量天體(ti) 可以解決(jue) 暗能量問題，同時與(yu) 遙遠距離的不同觀測保持和諧。暗能量天體(ti) 遠離現在的星係，因此它們(men) 不會(hui) 擾亂(luan) 星係內(nei) 計算的微妙恒星對。解決(jue) 暗能量問題所需的古代暗能量天體(ti) 數量與(yu) 古代恒星的數量一致。

暗能量天體(ti) 不會(hui) 擾亂(luan) 測量到的星係在空間中的分布，因為(wei) 它們(men) 在發光物質形成當今的星係之前就與(yu) 之分離了。最後，暗能量天體(ti) 不會(hui) 直接影響大爆炸餘(yu) 輝中的溫和漣漪，因為(wei) 它們(men) 是在這一宇宙背景輻射釋放數億(yi) 年後從(cong) 死星中誕生的。研究人員對其研究結果持謹慎樂(le) 觀態度：人們(men) 認為(wei) ，如果沒有直接探測到LIGO-室女座引力波觀測站發出黑洞信號以外的東(dong) 西，就永遠無法判斷暗能量天體(ti) 的存在，但現在對愛因斯坦的方程式如何將大小聯係在一起有了更清晰的理解。

博科園｜www.bokeyuan.net

博科園｜研究/來自：夏威夷大學馬諾阿分校

參考期刊《天體(ti) 物理學》

DOI: 10.3847/1538-4357/abad2f

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