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,这俩黑洞实际上就让是暗能量团,这俩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,得出了这俩结论。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,使其附进的空间和时间弯曲。然而,在这项新研究中,研究人员提出,这俩看起来像黑洞的物体就让拥有暗能量的核心。

  哪些地方地方所谓的“暗能量泛型体”(GEODEs)起来就像有一4个 黑洞(如图),但必须一4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些地方宇宙的膨胀率在不断增加。主流理论认为,暗能量均匀地处于于宇宙中,但在1966年,一位俄罗斯科学家提出了有一4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,原本的暗能量天体完正符合宇宙膨胀的方程。当然,目前哪些地方地方天体只处于于理论上,它们的奇底部形态质(比如在宇宙膨胀时获得质量)不里能解释这俩未解之谜。这俩,就让碰撞的黑洞由暗能量构成,必须科学家在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,就让随着时间的流逝,膨胀的数率必须快

  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才能扭曲空间和时间),从数学上描述了宇宙是怎样才能膨胀的。此前,研究弗里德曼方程的科学家认为,必须必要考虑中子星和黑洞等超高密度孤立天体的组织组织结构性质,就说 不里能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些地方地方超高密度区域,不里能准确认识到它们对宇宙的影响。“亲们 证明了必须这俩土依据不里能正确地(构建哪些地方地方方程),”克罗克教授在接受媒体采访时表示,“就让你用的土依据正确,你就会发现这俩有趣的事情。”

  “150年来,亲们 突然在这俩假设下进行研究,即宇宙大体上不受任何有一4个 小区域的具体细节影响,”克罗克教授说,“现在很清楚,广义相对论不里能将坍缩的恒星——和火奴鲁鲁的大小差太久——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),就让将碰撞的黑洞改为暗能量泛型体,其质量变化就让更容易解释

  这两位科学家认为,黑洞实际上就让是暗能量的超高密度团块,而非拥有一4个 引力变得无穷大的奇点,哪些地方地方暗能量团被称为“暗能量泛型体”(Generic Objects of Dark Energy),简称GEODEs。

  暗能量是这俩假想的能量形式,能对宇宙施加负压,抵消引力的影响,从而解释宇宙为哪些地方在加速膨胀。在目前广为接受的模型中,暗能量是时光图片 图片 的这俩固有属性,均匀地处于于整个宇宙中,而完正也有集中于这俩暗能量泛型体。

  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,他认为这俩天体是由非常大的恒星坍缩形成的。就让暗能量泛型体处于,那它们就不里能饱含所有的暗能量,并解释为哪些地方宇宙似乎在加速膨胀。“就让亲们 认为的黑洞实际上必须奇点,必须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,即使宇宙膨胀是是因为它们必须物质可供消耗。

  亲们 就说 里能观察到光有这俩但相反的大问题。当所经过的空间膨胀时,光会以这俩叫做红移的效应抛妻弃子能量,而对物质而言,则会抛妻弃子质量。人太好这俩效应很微小,几乎不里能忽略不计,但对于像暗能量泛型体原本的超密度物体来说,这俩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,它会获得而完正也有抛妻弃子质量或能量。

  “光是这俩奇怪的东西。在好多好多 方面,它的表现都与直觉相反,”克罗克教授说,“亲们 必须想到这俩行为也会在这俩物体上表现出来。就让亲们 的研究显示,没错,让人在原本物体上想看 它。”

  人太好暗能量泛型体仍然处于假设阶段,但它们的处于将有助为物理学家解开这俩谜团。这俩,2016年,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家报告称,亲们 首次观测到有一4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。为了解释这俩大问题,LIGO团队不得不将这俩个 黑洞的起源定位在有一4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,就让非常罕见。

  然而,就让这俩个 黑洞实际上是暗能量泛型体,那它们的奇怪质量就不里能简单地得到解释:它们自形成以来就让宇宙膨胀而获得了质量。“亲们 的研究表明,就让人太好处于暗能量泛型体,必须它们很容易是是因为目前所观测到的大问题,而哪些地方地方大问题还缺乏令人信服的解释,”克罗克和韦纳教授说,“亲们 预测了暗能量泛型体就让是是因为的这俩这俩观测结果,也包括这俩将其排除在外的请况。亲们 才就让迈出第一步。”

  然而,这俩这俩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,他也认为探索这俩就让性是有价值的。

  “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,“就让,就让亲们 不去寻找,有时就好难有所发现。”

  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。

  哪些地方是暗能量?

  物理学家用暗能量来描述这俩神秘的“东西”,它会是是因为宇宙中处于不寻常的大问题。宇宙中充满了物质,而万有引力将所有物质拉在一块儿。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,就让就让,宇宙的膨胀数率实际上比今天慢得多。

  就让,宇宙的膨胀并必须像亲们 所想的那样,就让引力作用而必须慢(毕竟大爆炸就让过去了近140亿年),相反,宇宙随时间推移在不断加速膨胀。必须人预料到这俩点,也必须人知道怎样才能解释。但科学家认为,一定是哪些地方东西引起这俩大问题。

  在主流理论中,暗能量是这俩作用于时光图片 图片 底部形态这俩的能量,就让是均匀的负压力,会是是因为时光图片 图片 底部形态膨胀。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,暗能量合适 处于宇宙68.3%的质能。