非奇异黑洞的宇宙学耦合

我们证明——在广义相对论（GR）框架下——如果黑洞（BH）是无奇点对象，它们就会与大规模宇宙学动力学相耦合。我们发现，由此产生的黑洞质量（$M_{\rm BH}$）随尺度因子 $a$ 增长的领先贡献源于曲率项，给出 $M_{\rm BH} \propto a^k$，其中 $k=1$。我们证明这种线性标度对于球对称对象是普适的，并且对于正则黑洞而言是唯一的贡献。而对于非奇异无视界致密对象，我们得到一个额外的、依赖于模型的次领先项。我们得出结论：GR 中的非奇异黑洞/无视界致密对象虽然存在宇宙学耦合，但不太可能是暗能量的来源。我们通过分析红移 $z=0.8-0.9$ 的椭圆星系样本中超大质量黑洞质量增长的红移依赖性，用天体物理数据检验了我们的预言。我们还将理论预言与用詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）获得的更高红移黑洞质量测量进行了比较。我们发现，虽然 $k=1$ 在 $1\sigma$ 范围内与 JWST 结果相容，但来自 $z=0.8-0.9$ 椭圆星系的数据倾向于 $k>1$ 的值。要解决这一问题，需要覆盖更大质量和红移范围的新黑洞样本以及更精确的黑洞质量测量。