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黑洞可能是暗能量团?能解释黑洞合并的质量变化

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  北京时间11月6日消息,一项新研究称,一些黑洞实际上因为是暗能量团,这种观点对主流的天体物理学理论提出了质疑。

 

  夏威夷大学马诺阿分校的研究人员对解释宇宙膨胀的数学方程进行了重新审视,得出了这种结论。科学家通常认为,黑洞是太空中引力过于强大,以至于光线都无法逃逸的区域。黑洞的核心是所谓的奇点,具有近乎无穷大的质量和引力,使其付近的空间和时间弯曲。然而,在这项新研究中,研究人员提出,一些看起来像黑洞的物体因为拥有暗能量的核心。

  哪此所谓的“暗能量泛型体”(GEODEs)起来就像还有一个 黑洞(如图),但如此 还有一个 引力几乎无穷大的奇点

  暗能量的作用与引力相反,物理学家用暗能量来解释为哪此宇宙的膨胀率在不断增加。主流理论认为,暗能量均匀地存在于宇宙中,但在1966年,一位俄罗斯科学家提出了还有一个 激进的理论,认为暗能量会形成聚合体。

  在近期的两项新研究中,天体物理学家凯文·克罗克(Kevin Croker)和数学家乔尔·维纳(Joel Weiner)提出,还有一个 的暗能量天体完整符合宇宙膨胀的方程。当然,目前哪此天体只存在于理论上,它们的奇特征质(比如在宇宙膨胀时获得质量)还还要解释一些未解之谜。累似 ,因为碰撞的黑洞由暗能量构成,如此 科学家在2016年发现的合并黑洞的质量就能更容易解释。

宇宙不仅在膨胀,因此随着时间的流逝,膨胀的强度如此 快

  夏威夷大学的研究人员研究的是弗里德曼方程,这组方程基于爱因斯坦的广义相对论(解释了质量和能量怎样扭曲空间和时间),从数学上描述了宇宙是怎样膨胀的。此前,研究弗里德曼方程的科学家认为,如此 必要考虑中子星和黑洞等超高密度孤立天体的内内外部性质,可是 还还要将物质当作是均匀分布的。

  然而,克罗克和韦纳教授发现,还要从数学上考虑哪此超高密度区域,才能准确认识到它们对宇宙的影响。“大伙儿 证明了非要并与非 土依据还还要正确地(构建哪此方程),”克罗克教授在接受媒体采访时表示,“因为你用的土依据正确,你就会发现一些有趣的事情。”

  “30年来,大伙儿 老要在并与非 假设下进行研究,即宇宙大体上不受任何还有一个 小区域的具体细节影响,”克罗克教授说,“现在很清楚,广义相对论还还要将坍缩的恒星——和火奴鲁鲁的大小差过多——与整个宇宙的行为联系起来,而宇宙的体积要大上万亿倍。”

  对于2016年发现的合并黑洞(想象图),因为将碰撞的黑洞改为暗能量泛型体,其质量变化因为更容易解释

  这两位科学家认为,黑洞实际上因为是暗能量的超高密度团块,而非拥有还有一个 引力变得无穷大的奇点,哪此暗能量团被称为“暗能量泛型体”(Generic Objects of Dark Energy),简称GEODEs。

  暗能量是并与非 假想的能量形式,能对宇宙施加负压,抵消引力的影响,从而解释宇宙为哪此在加速膨胀。在目前广为接受的模型中,暗能量是时光图片 图片 的并与非 固有属性,均匀地存在于整个宇宙中,而都是集中于并与非 暗能量泛型体。

  俄罗斯物理学家埃拉斯特·格里纳(Erast Gliner)在1966年首次提出了暗能量泛型体的概念,他认为这种天体是由非常大的恒星坍缩形成的。因为暗能量泛型体存在,那它们就还还要饱含所有的暗能量,并解释为哪此宇宙似乎在加速膨胀。“因为大伙儿 认为的黑洞实际上如此 奇点,如此 宇宙的加速膨胀就自然而然是爱因斯坦广义相对论的结果,”克罗克博士说道。

  根据研究人员的说法,弗里德曼的方程表明,随着时间的推移,暗能量泛型体会不断获得质量,即使宇宙膨胀因为它们如此 物质可供消耗。

  大伙儿 也还还要观察到光有累似 但相反的哪此的现象。当所经过的空间膨胀时,光会以并与非 叫做红移的效应背叛能量,而对物质而言,则会背叛质量。确实这种效应很微小,几乎还还要忽略不计,但对于像暗能量泛型体还有一个 的超密度物体来说,这种效应会变得非常显著。尽管暗能量的作用与正常能量和物质相反,它会获得而都是背叛质量或能量。

  “光是并与非 奇怪的东西。在可是 方面,它的表现都与直觉相反,”克罗克教授说,“大伙儿 如此 想到这种行为也会在一些物体上表现出来。因此大伙儿 的研究显示,没错,让人在还有一个 物体上都看它。”

  确实暗能量泛型体仍然存在假设阶段,但它们的存在将有益于为物理学家解开一些谜团。累似 ,2016年,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家报告称,大伙儿 首次观测到还有一个 黑洞合并产生的引力波。然而,大伙儿 发现黑洞的质量很不寻常,要么比预测的高,要么比预测的低。为了解释这种哪此的现象,LIGO团队不得不将这种个 黑洞的起源定位在还有一个 所谓的“低金属丰度”空间,那里比氢和氦更重的元素含量较低,因此非常罕见。

  然而,因为这种个 黑洞实际上是暗能量泛型体,那它们的奇怪质量就还还要简单地得到解释:它们自形成以来因为宇宙膨胀而获得了质量。“大伙儿 的研究表明,因为确实存在暗能量泛型体,如此 它们很容易因为目前所观测到的哪此的现象,而哪此哪此的现象还过高 令人信服的解释,”克罗克和韦纳教授说,“大伙儿 预测了暗能量泛型体因为因为的一些一些观测结果,也包括一些将其排除在外的清况 。大伙儿 才以前迈出第一步。”

  然而,一些一些科学家对此仍持怀疑态度。里斯本高等技术研究所的物理学家维托•卡多索(Vitor Cardoso)教授并未参与此次研究,他表示,这项研究“有违直觉,难以理解”。不过,他也认为探索这种因为性是有价值的。

  “我喜欢寻找黑洞的替代理论,这会迫使大伙儿 加强黑洞的范式,”卡多索教授说,“因此,因为大伙儿 不去寻找,有时就没能有所发现。”

  克罗克等研究人员将大伙儿 的发现结果写成了两篇论文,一篇发表在近期的《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal ),另一篇则发表在预印本网站arXiv上,尚未经过同行评审。

  哪此是暗能量?

  物理学家用暗能量来描述并与非 神秘的“东西”,它会因为宇宙中存在不寻常的哪此的现象。宇宙中充满了物质,而万有引力将所有物质拉在同时。到了1998年,哈勃太空望远镜对非常遥远的超新星的观测表明,刚刚以前,宇宙的膨胀强度实际上比今天慢得多。

  因此,宇宙的膨胀并如此 像大伙儿 所想的那样,因为引力作用而如此 慢(毕竟大爆炸因为过去了近140亿年),相反,宇宙随时间推移在不断加速膨胀。如此 人预料到这种些,也如此 人知道怎样解释。但科学家认为,一定是哪此东西引起这种哪此的现象。

  在主流理论中,暗能量是并与非 作用于时光图片 图片 特征并与非 的能量,因此是均匀的负压力,会因为时光图片 图片 特征膨胀。暗能量充溢着宇宙空间,能很好地解释目前对宇宙加速膨胀的观测结果。在宇宙标准模型中,暗能量共要存在宇宙68.3%的质能。