Les scientifiques découvrent les premières preuves d'observation reliant les trous noirs à l'énergie noire

Galaxie elliptique NGC 4150. Crédit image : ESA/Hubble

En cherchant dans les données existantes couvrant 9 milliards d'années, un physicien de l'Université du Michigan et ses collègues ont découvert le premier preuve de "couplage cosmologique" - un phénomène nouvellement prédit dans la théorie de la gravité d'Einstein, possible uniquement lorsque des trous noirs sont placés à l'intérieur d'un univers en évolution.

Gregory Tarlé, professeur de physique à l'U-M, et des chercheurs de l'Université d'Hawaï et d'autres institutions de neuf pays ont étudié les trous noirs supermassifs au cœur de galaxies anciennes et dormantes pour en développer une description qui concorde avec les observations de la dernière décennie . Leurs découvertes sont publiées dans deux articles de journaux, l'un dans The Astrophysical Journal et l'autre dans The Astrophysical Journal Letters.

La première étude a révélé que ces trous noirs gagnent en masse sur des milliards d'années d'une manière qui ne peut pas être facilement expliquée par les processus standard des galaxies et des trous noirs, tels que les fusions ou l'accrétion de gaz. Selon le deuxième article, la croissance de la masse de ces trous noirs correspond aux prédictions pour les trous noirs qui non seulement se couplent cosmologiquement, mais renferment également de l'énergie du vide - un matériau qui résulte de la compression de la matière autant que possible sans casser les équations d'Einstein, évitant ainsi une singularité .

Une fois les singularités supprimées, l'article montre ensuite que l'énergie combinée du vide des trous noirs produite lors de la mort des premières étoiles de l'univers est en accord avec la quantité mesurée d'énergie noire dans notre univers.

"Nous disons en fait deux choses à la fois : qu'il existe des preuves que les solutions typiques des trous noirs ne fonctionnent pas pour vous sur une longue, très longue période, et nous avons la première source astrophysique proposée pour l'énergie noire", a déclaré Duncan. Farrah, astronome de l'Université d'Hawaï et auteur principal des deux articles.

"Ce que cela signifie, cependant, ce n'est pas que d'autres personnes n'ont pas proposé de sources d'énergie noire, mais c'est le premier article d'observation où nous n'ajoutons rien de nouveau à l'univers en tant que source d'énergie noire : le noir les trous dans la théorie de la gravité d'Einstein sont l'énergie noire."

Ces nouvelles mesures, si elles sont étayées par d'autres preuves, redéfinissent notre compréhension de ce qu'est un trou noir.

Il y a neuf milliards d'années

Les scientifiques découvrent les premières preuves d'observation reliant les trous noirs à l'énergie noire
Galaxie elliptique NGC 4150. Crédit image : ESA/Hubble

En cherchant dans les données existantes couvrant 9 milliards d'années, un physicien de l'Université du Michigan et ses collègues ont découvert le premier preuve de "couplage cosmologique" - un phénomène nouvellement prédit dans la théorie de la gravité d'Einstein, possible uniquement lorsque des trous noirs sont placés à l'intérieur d'un univers en évolution.

Gregory Tarlé, professeur de physique à l'U-M, et des chercheurs de l'Université d'Hawaï et d'autres institutions de neuf pays ont étudié les trous noirs supermassifs au cœur de galaxies anciennes et dormantes pour en développer une description qui concorde avec les observations de la dernière décennie . Leurs découvertes sont publiées dans deux articles de journaux, l'un dans The Astrophysical Journal et l'autre dans The Astrophysical Journal Letters.

La première étude a révélé que ces trous noirs gagnent en masse sur des milliards d'années d'une manière qui ne peut pas être facilement expliquée par les processus standard des galaxies et des trous noirs, tels que les fusions ou l'accrétion de gaz. Selon le deuxième article, la croissance de la masse de ces trous noirs correspond aux prédictions pour les trous noirs qui non seulement se couplent cosmologiquement, mais renferment également de l'énergie du vide - un matériau qui résulte de la compression de la matière autant que possible sans casser les équations d'Einstein, évitant ainsi une singularité .

Une fois les singularités supprimées, l'article montre ensuite que l'énergie combinée du vide des trous noirs produite lors de la mort des premières étoiles de l'univers est en accord avec la quantité mesurée d'énergie noire dans notre univers.

"Nous disons en fait deux choses à la fois : qu'il existe des preuves que les solutions typiques des trous noirs ne fonctionnent pas pour vous sur une longue, très longue période, et nous avons la première source astrophysique proposée pour l'énergie noire", a déclaré Duncan. Farrah, astronome de l'Université d'Hawaï et auteur principal des deux articles.

"Ce que cela signifie, cependant, ce n'est pas que d'autres personnes n'ont pas proposé de sources d'énergie noire, mais c'est le premier article d'observation où nous n'ajoutons rien de nouveau à l'univers en tant que source d'énergie noire : le noir les trous dans la théorie de la gravité d'Einstein sont l'énergie noire."

Ces nouvelles mesures, si elles sont étayées par d'autres preuves, redéfinissent notre compréhension de ce qu'est un trou noir.

Il y a neuf milliards d'années

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