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,一些黑洞实际上可能性是暗能量团,一些 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,得出了一些 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,使其附过的空间和时间弯曲。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可能性拥有暗能量的核心。

  什么所谓的“暗能量泛型体”(GEODEs)起来就像2个黑洞(如图),但没2个多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社 宇宙的膨胀率在不断增加。主流理论认为,暗能量均匀地指在于宇宙中,但在1966年,一位俄罗斯科学家提出了2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,原来的暗能量天体完整版符合宇宙膨胀的方程。当然,目前什么天体只指在于理论上,它们的奇型态质(比如在宇宙膨胀时获得质量)可太满能解释一些未解之谜。例如,可能性碰撞的黑洞由暗能量构成,非要 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,否则随着时间的流逝,膨胀的数率非要 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(解释了质量和能量要怎样扭曲空间和时间),从数学上描述了宇宙是要怎样膨胀的。此前,研究弗里德曼方程的科学家认为,非要 必要考虑中子星和黑洞等超高密度孤立天体的外部性质,就是可太满能将物质当作是均匀分布的。

  然而,克罗克和韦纳教授发现,须要从数学上考虑什么超高密度区域,要能准确认识到它们对宇宙的影响。“大伙证明了非要某种辦法 可太满能正确地(构建什么方程),”克罗克教授在接受媒体采访时表示,“可能性你用的辦法 正确,你就会发现一些有趣的事情。”

  “3000年来,大伙老是在某种假设下进行研究,即宇宙大体上不受任何2个小区域的具体细节影响,”克罗克教授说,“现在很清楚,广义相对论可太满能将坍缩的恒星——和火奴鲁鲁的大小差太满——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),可能性将碰撞的黑洞改为暗能量泛型体,其质量变化可能性更容易解释

  这两位科学家认为,黑洞实际上可能性是暗能量的超高密度团块,而非拥2个多引力变得无穷大的奇点,什么暗能量团被称为“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,从而解释宇宙为社 在加速膨胀。在目前广为接受的模型中,暗能量是光阴的某种固有属性,均匀地指在于整个宇宙中,而都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,他认为一些 天体是由非常大的恒星坍缩形成的。可能性暗能量泛型体指在,那它们就可太满能富含所有的暗能量,并解释为社 宇宙似乎在加速膨胀。“可能性大伙认为的黑洞实际上非要 奇点,非要 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 它们非要 物质可供消耗。

  大伙也可太满能观察到光有例如但相反的难题。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。实在一些 效应很微小,几乎可太满能忽略不计,但对于像暗能量泛型体原来的超密度物体来说,一些 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,它会获得而都是被抛弃质量或能量。

  “光是某种奇怪的东西。在全都方面,它的表现都与直觉相反,”克罗克教授说,“大伙非要 想到一些 行为也会在一些物体上表现出来。否则大伙的研究显示,没错,你要在原来物体上看一遍它。”

  实在暗能量泛型体仍然指在假设阶段,但它们的指在将促进为物理学家解开一些谜团。例如,2016年,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家报告称,大伙首次观测到2个黑洞合并产生的引力波。然而,大伙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。为了解释一些 难题,LIGO团队不得不将一些个黑洞的起源定位在2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,否则非常罕见。

  然而,可能性一些个黑洞实际上是暗能量泛型体,那它们的奇怪质量就可太满能简单地得到解释:它们自形成以来可能性宇宙膨胀而获得了质量。“大伙的研究表明,可能性实在指在暗能量泛型体,非要 它们很容易导致 目前所观测到的难题,而什么难题还过高 令人信服的解释,”克罗克和韦纳教授说,“大伙预测了暗能量泛型体可能性导致 的一些一些观测结果,也包括一些将其排除在外的状况。大伙才事先迈出第一步。”

  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,他也认为探索一些 可能性性是有价值的。

  “我喜欢寻找黑洞的替代理论,这会迫使大伙加强黑洞的范式,”卡多索教授说,“否则,可能性大伙不去寻找,有时就这样有所发现。”

  克罗克等研究人员将大伙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。

  什么是暗能量?

  物理学家用暗能量来描述某种神秘的“东西”,它会导致 宇宙中指在不寻常的难题。宇宙中充满了物质,而万有引力将所有物质拉在一同。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,如果 事先,宇宙的膨胀数率实际上比今天慢得多。

  否则,宇宙的膨胀并非要 像大伙所想的那样,可能性引力作用而非要 慢(毕竟大爆炸可能性过去了近140亿年),相反,宇宙随时间推移在不断加速膨胀。非要 人预料到一些 点,也非要 人知道要怎样解释。但科学家认为,一定是什么东西引起一些 难题。

  在主流理论中,暗能量是某种作用于光阴型态某种的能量,否则是均匀的负压力,会导致 光阴型态膨胀。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,暗能量为宜指在宇宙68.3%的质能。