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 黑洞实际上原因是暗能量团,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,这俩 看起来像黑洞的物体原因拥有暗能量的核心。

  什么所谓的“暗能量泛型体”(GEODEs)起来就像有有另一个 黑洞(如图),但这么有另另一个 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什么会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有有另一个 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,而是的暗能量天体完整性符合宇宙膨胀的方程。当然,目前什么天体只存在于理论上,它们的奇特性质(比如在宇宙膨胀时获得质量)都还能能 解释这俩 未解之谜。相似 ,原因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,以后 随着时间的流逝,膨胀的传输传输速率很慢

  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(解释了质量和能量何如扭曲空间和时间),从数学上描述了宇宙是何如膨胀的。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结构性质,也里都还能能 将物质当作是均匀分布的。

  然而,克罗克和韦纳教授发现,都还能能 从数学上考虑什么超高密度区域,都还能能准确认识到它们对宇宙的影响。“这俩 人证明了都还能能并与否土土办法都还能能 正确地(构建什么方程),”克罗克教授在接受媒体采访时表示,“原因你用的土土办法正确,你就会发现这俩 有趣的事情。”

  “100年来,这俩 人一个劲在并与否假设下进行研究,即宇宙大体上不受任何有有另一个 小区域的具体细节影响,”克罗克教授说,“现在很清楚,广义相对论都还能能 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),原因将碰撞的黑洞改为暗能量泛型体,其质量变化原因更容易解释

  这两位科学家认为,黑洞实际上原因是暗能量的超高密度团块,而非拥有有另另一个 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,从而解释宇宙为什么会在加速膨胀。在目前广为接受的模型中,暗能量是时光英文的并与否固有属性,均匀地存在于整个宇宙中,而完整性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,他认为这俩 天体是由非常大的恒星坍缩形成的。原因暗能量泛型体存在,那它们就都还能能 蕴含 所有的暗能量,并解释为什么会宇宙似乎在加速膨胀。“原因这俩 人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。

  这俩 人里都还能能 观察到光有相似 但相反的间题图片。当所经过的空间膨胀时,光会以并与否叫做红移的效应遗弃能量,而对物质而言,则会遗弃质量。人太好这俩 效应很微小,几乎都还能能 忽略不计,但对于像暗能量泛型体而是的超密度物体来说,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,它会获得而完整性都是遗弃质量或能量。

  “光是并与否奇怪的东西。在全都方面,它的表现都与直觉相反,”克罗克教授说,“这俩 人这么想到这俩 行为也会在这俩 物体上表现出来。以后 这俩 人的研究显示,没错,我就在而是物体上想看 它。”

  人太好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这俩 谜团。相似 ,2016年,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家报告称,这俩 人首次观测到有有另一个 黑洞合并产生的引力波。然而,这俩 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。为了解释这俩 间题图片,LIGO团队不得不将这有有另一个 黑洞的起源定位在有有另一个 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,以后 非常罕见。

  然而,原因这有有另一个 黑洞实际上是暗能量泛型体,那它们的奇怪质量就都还能能 简单地得到解释:它们自形成以来原因宇宙膨胀而获得了质量。“这俩 人的研究表明,原因人太好存在暗能量泛型体,这么它们很容易原因目前所观测到的间题图片,而什么间题图片还匮乏令人信服的解释,”克罗克和韦纳教授说,“这俩 人预测了暗能量泛型体原因原因的这俩 这俩 观测结果,也包括这俩 将其排除在外的情況。这俩 人才以后迈出第一步。”

  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 原因性是有价值的。

  “我喜欢寻找黑洞的替代理论,这会迫使这俩 人加强黑洞的范式,”卡多索教授说,“以后 ,原因这俩 人不去寻找,有时就这么有所发现。”

  克罗克等研究人员将这俩 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。

  什么是暗能量?

  物理学家用暗能量来描述并与否神秘的“东西”,它会原因宇宙中存在不寻常的间题图片。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,以后以后,宇宙的膨胀传输传输速率实际上比今天慢得多。

  以后 ,宇宙的膨胀并这么像这俩 人所想的那样,原因引力作用而这么慢(毕竟大爆炸原因过去了近140亿年),相反,宇宙随时间推移在不断加速膨胀。这么们预料到这这俩 ,也这么们知道何如解释。但科学家认为,一定是什么东西引起这俩 间题图片。

  在主流理论中,暗能量是并与否作用于时光英文特性并与否的能量,以后 是均匀的负压力,会原因时光英文特性膨胀。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,暗能量大概存在宇宙68.3%的质能。