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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,许多黑洞实际上机会是暗能量团,你你这一 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,得出了你你这一 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,使其符近的空间和时间弯曲。然而,在这项新研究中,研究人员提出,许多看起来像黑洞的物体机会拥有暗能量的核心。

  那先 所谓的“暗能量泛型体”(GEODEs)起来就像有有一1个 黑洞(如图),但这么有有一1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那先 宇宙的膨胀率在不断增加。主流理论认为,暗能量均匀地位于于宇宙中,但在1966年,一位俄罗斯科学家提出了有有一1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,另有有一1个 的暗能量天体详细符合宇宙膨胀的方程。当然,目前那先 天体只位于于理论上,它们的奇特征质(比如在宇宙膨胀时获得质量)能只能解释许多未解之谜。这类,机会碰撞的黑洞由暗能量构成,这么科学家在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,若果随着时间的流逝,膨胀的下行传输速率 这么快

  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保扭曲空间和时间),从数学上描述了宇宙是如保膨胀的。此前,研究弗里德曼方程的科学家认为,这么必要考虑中子星和黑洞等超高密度孤立天体的实物性质,也要能只能将物质当作是均匀分布的。

  然而,克罗克和韦纳教授发现,须要从数学上考虑那先 超高密度区域,要能准确认识到它们对宇宙的影响。“亲们 证明了只能某种 最好的辦法 能只能正确地(构建那先 方程),”克罗克教授在接受媒体采访时表示,“机会你用的最好的辦法 正确,你就会发现许多有趣的事情。”

  “30年来,亲们 总是在某种 假设下进行研究,即宇宙大体上不受任何有有一1个 小区域的具体细节影响,”克罗克教授说,“现在很清楚,广义相对论能只能将坍缩的恒星——和火奴鲁鲁的大小差很多——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),机会将碰撞的黑洞改为暗能量泛型体,其质量变化机会更容易解释

  这两位科学家认为,黑洞实际上机会是暗能量的超高密度团块,而非拥有有有一1个 引力变得无穷大的奇点,那先 暗能量团被称为“暗能量泛型体”(Generic Objects of Dark Energy),简称GEODEs。

  暗能量是某种 假想的能量形式,能对宇宙施加负压,抵消引力的影响,从而解释宇宙为那先 在加速膨胀。在目前广为接受的模型中,暗能量是时光图片 的某种 固有属性,均匀地位于于整个宇宙中,而全是集中于某种 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,他认为你你这一 天体是由非常大的恒星坍缩形成的。机会暗能量泛型体位于,那它们就能只能含有所有的暗能量,并解释为那先 宇宙似乎在加速膨胀。“机会亲们 认为的黑洞实际上这么奇点,这么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,即使宇宙膨胀原因它们这么物质可供消耗。

  亲们 要能只能观察到光有这类但相反的问题。当所经过的空间膨胀时,光会以某种 叫做红移的效应被抛弃能量,而对物质而言,则会被抛弃质量。其实你你这一 效应很微小,几乎能只能忽略不计,但对于像暗能量泛型体另有有一1个 的超密度物体来说,你你这一 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,它会获得而全是被抛弃质量或能量。

  “光是某种 奇怪的东西。在所以方面,它的表现都与直觉相反,”克罗克教授说,“亲们 这么想到你你这一 行为也会在许多物体上表现出来。若果亲们 的研究显示,没错,若果你在另有有一1个 物体上看完它。”

  其实暗能量泛型体仍然位于假设阶段,但它们的位于将不不利于为物理学家解开许多谜团。这类,2016年,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家报告称,亲们 首次观测到有有一1个 黑洞合并产生的引力波。然而,亲们 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。为了解释你你这一 问题,LIGO团队不得不将这有有一1个 黑洞的起源定位在有有一1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,若果非常罕见。

  然而,机会这有有一1个 黑洞实际上是暗能量泛型体,那它们的奇怪质量就能只能简单地得到解释:它们自形成以来机会宇宙膨胀而获得了质量。“亲们 的研究表明,机会其实位于暗能量泛型体,这么它们很容易原因目前所观测到的问题,而那先 问题还严重不足令人信服的解释,”克罗克和韦纳教授说,“亲们 预测了暗能量泛型体机会原因的许多许多观测结果,也包括许多将其排除在外的情况汇报。亲们 才事先迈出第一步。”

  然而,许多许多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,他也认为探索你你这一 机会性是有价值的。

  “我喜欢寻找黑洞的替代理论,这会迫使亲们 加强黑洞的范式,”卡多索教授说,“若果,机会亲们 不去寻找,有时就没能有所发现。”

  克罗克等研究人员将亲们 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。

  那先 是暗能量?

  物理学家用暗能量来描述某种 神秘的“东西”,它会原因宇宙中位于不寻常的问题。宇宙中充满了物质,而万有引力将所有物质拉在一起去。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,就让事先,宇宙的膨胀下行传输速率 实际上比今天慢得多。

  若果,宇宙的膨胀并这么像亲们 所想的那样,机会引力作用而这么慢(毕竟大爆炸机会过去了近140亿年),相反,宇宙随时间推移在不断加速膨胀。这么人预料到你你这一 点,也这么人知道如保解释。但科学家认为,一定是那先 东西引起你你这一 问题。

  在主流理论中,暗能量是某种 作用于时光图片 特征某种 的能量,若果是均匀的负压力,会原因时光图片 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,暗能量大约位于宇宙68.3%的质能。