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黑洞由暗能量构成?科学家称“有可能”

2019-11-12 15:57:43 来源:霍州新闻网

夏威夷大学马诺阿分校的科学家发现,宇宙的膨胀速度对大质量恒星崩溃后形成的致密天体的贡献很敏感。同样,这些天体本身也与宇宙的膨胀有关,能量的获得或损失取决于这些天体的组成。这项研究揭示了天体物理学和密集天体物理学之间意想不到的联系,并能产生许多新的观测预测。

m87星系的超大质量黑洞powehi可能是所谓的一般暗能量天体(geode)。这个天体占据了视界望远镜所成像的黑暗区域半径的三分之二,这几乎是一个黑洞的大小。这个包含暗能量(绿色)的区域比同样质量的黑洞稍大。如果存在,壳(紫色)的特征取决于大地模型。

当使用爱因斯坦方程来模拟宇宙膨胀时,马诺阿夏威夷大学的两名研究人员发现并纠正了一个小错误。该研究论文发表在8月28日出版的《天体物理学杂志》上。

物理学家通常假设一个大的宇宙系统,如宇宙,对所涉及的小系统的细节不敏感。夏威夷大学马诺阿分校的两位研究人员凯文·克罗克和乔尔·维纳发现,这一假设在大质量恒星坍塌和爆炸后产生的致密天体中是无效的。克罗克是该大学物理和天文系的博士后研究员。维纳是数学系的老师。

暗能量导致宇宙加速膨胀

克罗克说:“80年来,我们的研究一直以这样一个假设为指导,即在广义上,宇宙不受任何小区域的具体细节的影响。我们现在清楚地表明,广义相对论可以将塌缩恒星(大致相当于檀香山的一个区域)与整个宇宙的行为联系起来,即使宇宙比塌缩恒星大1万亿倍。”

克罗克和维纳通过研究发现,宇宙的膨胀速度对这些致密天体的平均贡献很敏感。同样,这些天体本身也与宇宙的生长有关,能量的获得或损失取决于这些天体的组成。这是一个重要的发现,因为它揭示了天体物理学和致密天体物理学之间意想不到的联系,并能产生许多新的观测预测。

黑洞艺术概念图

根据他们的研究,宇宙的膨胀速度可以提供相关的信息来帮助科学家了解恒星在生命末期的命运。天文学家普遍认为大质量恒星死后会变成黑洞,但这不是唯一的结果。1966年,阿尔菲物理与技术研究所的年轻物理学家阿拉斯特·格林纳提出了另一个假设,即大质量恒星将坍缩成所谓的一般暗能量物体(geode)。从外面看,晶洞看起来非常像黑洞,但不像黑洞,它们包含暗能量而不是奇点。

1998年,两个独立的天文学家小组发现宇宙膨胀的加速与均匀分布的暗能量的存在是一致的。然而,还没有证实晶洞是否会以同样的方式产生影响。修正错误后,克罗克和维纳发现,如果少数最古老的恒星塌陷成晶洞而不是黑洞,它们对宇宙膨胀的平均贡献与均匀分布的暗能量一致。

激光干涉引力波观测台用于探测引力波

研究结果也适用于由ligo和Virgo探测器观测到的双星系统。2016年,ligo团队宣布首次观测到碰撞的双黑洞系统。科学家们已经预见到这个系统的存在,但是ligo的发现仍然让他们吃惊,因为这个系统的质量大约是计算机预测的5倍。

克罗克和维纳认为,ligo- Virgo观测到了晶洞与黑洞之间的碰撞。他们认为在碰撞发生之前,这两个晶洞随着宇宙一起成长。碰撞发生时,形成的晶洞质量是以前的4到8倍。这与处女座的观测结果是一致的。

克罗克和维纳仔细研究了他们的理论研究结果,并将它们与支持geode假说的观察结果分开。根据他们的研究,如果地球确实存在,将会有一种现象被观察到,但仍然缺乏可信的解释。“晶洞假说可能会产生许多其他的观察结果,甚至那些排除这一假说的观察结果。我们所做的研究只是肤浅的。”

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