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,某些黑洞实际上过后是暗能量团,什儿 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,得出了什儿 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,使其付进 的空间和时间弯曲。然而,在这项新研究中,研究人员提出,某些看起来像黑洞的物体过后拥有暗能量的核心。

  那此所谓的“暗能量泛型体”(GEODEs)起来就像从前黑洞(如图),但不到从前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那此宇宙的膨胀率在不断增加。主流理论认为,暗能量均匀地居于于宇宙中,但在1966年,一位俄罗斯科学家提出了从前激进的理论,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,另从前的暗能量天体完全符合宇宙膨胀的方程。当然,目前那此天体只居于于理论上,它们的奇形态学 质(比如在宇宙膨胀时获得质量)都都要解释某些未解之谜。这类,过后碰撞的黑洞由暗能量构成,不到科学家在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,而且随着时间的流逝,膨胀的数率单位不到快

  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(解释了质量和能量如可扭曲空间和时间),从数学上描述了宇宙是如可膨胀的。此前,研究弗里德曼方程的科学家认为,不到必要考虑中子星和黑洞等超高密度孤立天体的內部性质,本来都都要将物质当作是均匀分布的。

  然而,克罗克和韦纳教授发现,都要从数学上考虑那此超高密度区域,可不还都能不能准确认识到它们对宇宙的影响。“村里人 证明了不到并与否最好的最好的法律法律依据都都要正确地(构建那此方程),”克罗克教授在接受媒体采访时表示,“过后你用的最好的最好的法律法律依据正确,你就会发现某些有趣的事情。”

  “200年来,村里人 时不时 在并与否假设下进行研究,即宇宙大体上不受任何从前小区域的具体细节影响,”克罗克教授说,“现在很清楚,广义相对论都都要将坍缩的恒星——和火奴鲁鲁的大小差越多——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),过后将碰撞的黑洞改为暗能量泛型体,其质量变化过后更容易解释

  这两位科学家认为,黑洞实际上过后是暗能量的超高密度团块,而非拥有从前引力变得无穷大的奇点,那此暗能量团被称为“暗能量泛型体”(Generic Objects of Dark Energy),简称GEODEs。

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

  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,他认为什儿 天体是由非常大的恒星坍缩形成的。过后暗能量泛型体居于,那它们就都都要涵盖所有的暗能量,并解释为那此宇宙似乎在加速膨胀。“过后村里人 认为的黑洞实际上不到奇点,不到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,即使宇宙膨胀导致 它们不到物质可供消耗。

  村里人 也都都要观察到光有这类但相反的疑问。当所经过的空间膨胀时,光会以并与否叫做红移的效应抛弃能量,而对物质而言,则会抛弃质量。随便说说什儿 效应很微小,几乎都都要忽略不计,但对于像暗能量泛型体另从前的超密度物体来说,什儿 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,它会获得而都是抛弃质量或能量。

  “光是并与否奇怪的东西。在越多越多方面,它的表现都与直觉相反,”克罗克教授说,“村里人 不到想到什儿 行为也会在某些物体上表现出来。而且村里人 的研究显示,没错,我能 在另从前物体上看后它。”

  随便说说暗能量泛型体仍然居于假设阶段,但它们的居于将有有利于为物理学家解开某些谜团。这类,2016年,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家报告称,村里人 首次观测到从前黑洞合并产生的引力波。然而,村里人 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。为了解释什儿 疑问,LIGO团队不得不将这从前黑洞的起源定位在从前所谓的“低金属丰度”空间,那里比氢和氦更重的元素含量较低,而且非常罕见。

  然而,过后这从前黑洞实际上是暗能量泛型体,那它们的奇怪质量就都都要简单地得到解释:它们自形成以来过后宇宙膨胀而获得了质量。“村里人 的研究表明,过后随便说说居于暗能量泛型体,不到它们很容易导致 目前所观测到的疑问,而那此疑问还缺乏令人信服的解释,”克罗克和韦纳教授说,“村里人 预测了暗能量泛型体过后导致 的某些某些观测结果,也包括某些将其排除在外的状况。村里人 才过后迈出第一步。”

  然而,某些某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,他也认为探索什儿 过后性是有价值的。

  “我喜欢寻找黑洞的替代理论,这会迫使村里人 加强黑洞的范式,”卡多索教授说,“而且,过后村里人 不去寻找,有时就不能自己有所发现。”

  克罗克等研究人员将村里人 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。

  那此是暗能量?

  物理学家用暗能量来描述并与否神秘的“东西”,它会导致 宇宙中居于不寻常的疑问。宇宙中充满了物质,而万有引力将所有物质拉在并肩。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,过后过后,宇宙的膨胀数率单位实际上比今天慢得多。

  而且,宇宙的膨胀并不到像村里人 所想的那样,过后引力作用而不到慢(毕竟大爆炸过后过去了近140亿年),相反,宇宙随时间推移在不断加速膨胀。不到人预料到这某些,本来到人知道如可解释。但科学家认为,一定是那此东西引起什儿 疑问。

  在主流理论中,暗能量是并与否作用于时光图片 形态学 并与否的能量,而且是均匀的负压力,会导致 时光图片 形态学 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,暗能量大约 居于宇宙68.3%的质能。