
新模型表明黑洞的增長可能與宇宙的膨脹“在宇宙學(xué)上耦合”
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)cnBeta:New Atlas報(bào)道,圍繞著黑洞有許多謎團(tuán),明黑現(xiàn)在一個(gè)天文學(xué)家小組對其中一個(gè)謎團(tuán)提出了一個(gè)新的洞的的膨南京漂亮外圍外圍上門外圍女姐上門(電話微信180-4582-8235)提供1-2線城市外圍上門外圍女,真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)解決方案—為什么這么多觀察到的黑洞比預(yù)期的質(zhì)量更大?一個(gè)新的模型表明,它們的增長脹宇宙學(xué)增長可能與宇宙的膨脹“在宇宙學(xué)上耦合”。
2015年,宇宙科學(xué)家借助激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)首次發(fā)現(xiàn)了引力波--時(shí)空結(jié)構(gòu)本身的上耦漣漪。這些波是新模型表在災(zāi)難性事件中產(chǎn)生的,最常見的明黑是黑洞之間的碰撞,天文學(xué)家可以從這些波逆向計(jì)算出參與合并的洞的的膨南京漂亮外圍外圍上門外圍女姐上門(電話微信180-4582-8235)提供1-2線城市外圍上門外圍女,真實(shí)可靠快速安排30分鐘到達(dá)兩個(gè)天體的質(zhì)量。然而他們注意到一些奇怪的增長脹宇宙學(xué)事情。
最常見的宇宙黑洞類型,也是上耦研究小組預(yù)計(jì)會(huì)在大多數(shù)合并中看到的那種,是新模型表恒星級(jí)黑洞(stellar black hole)。這些黑洞是明黑由大質(zhì)量恒星坍縮形成的,預(yù)計(jì)其質(zhì)量是洞的的膨太陽的5到30倍左右。但是LIGO團(tuán)隊(duì)檢測到了幾個(gè)質(zhì)量大得多的黑洞--例如,有記錄以來最大規(guī)模的碰撞是兩個(gè)質(zhì)量分別為65和85個(gè)太陽的黑洞之間的碰撞。
那么,這些黑洞是如何變得如此之大的呢?最常見的解釋是,它們通過吞噬物質(zhì)而成長,包括灰塵、氣體、恒星或其他黑洞。但是這項(xiàng)新研究的科學(xué)家現(xiàn)在提出了一個(gè)相當(dāng)離奇的替代方案--黑洞的質(zhì)量可能隨著宇宙的擴(kuò)張而增長,該團(tuán)隊(duì)稱之為“宇宙學(xué)耦合”效應(yīng)。
這聽起來可能有點(diǎn)奇怪,但這個(gè)想法并不是完全沒有先例。這種可能性是由愛因斯坦的相對論所暗示的,而光已經(jīng)是一種宇宙學(xué)耦合,因?yàn)樗S著宇宙的膨脹而失去能量,為這種膨脹提供了能量。
“我們認(rèn)為要考慮相反的效果,”該研究的共同作者Duncan Farrah說。“如果黑洞是宇宙耦合的,并且在不需要消耗其他恒星或氣體的情況下獲得能量,LIGO-Virgo會(huì)觀察到什么?”
研究小組指出,當(dāng)黑洞被建模時(shí),它通常是在不膨脹的模擬宇宙中進(jìn)行的。這是為了簡單起見,但可能會(huì)掩蓋宇宙學(xué)耦合的任何影響。因此,在新的研究中,研究人員進(jìn)行了模擬,考慮了這種膨脹。
他們模擬了數(shù)以百萬計(jì)的恒星,通過它們的誕生、生活和死亡形成黑洞--重要的是,他們將黑洞的質(zhì)量與模擬宇宙的大小聯(lián)系起來。這意味著這些黑洞對隨著時(shí)間的推移質(zhì)量越來越大,因?yàn)樗鼈冊诼菪降亟咏鼘Ψ剑⒆罱K發(fā)生碰撞。
也許并不令人驚訝的是,合并后形成的黑洞質(zhì)量更大,但這似乎也導(dǎo)致了更多的合并發(fā)生。可以肯定的是,這些預(yù)測似乎與LIGO-Virgo合作的數(shù)據(jù)相當(dāng)吻合。
研究人員表示,新模型運(yùn)行良好,因?yàn)樗恍枰獙ξ覀儸F(xiàn)有的關(guān)于恒星如何形成、生存和死亡的理解進(jìn)行任何修改。但當(dāng)然,這個(gè)問題遠(yuǎn)未解決--目前關(guān)于黑洞吞噬物質(zhì)和相互吞噬的想法可能是一個(gè)更簡單的解釋。
“黑洞合并的許多方面并不為人所知,例如主要的形成環(huán)境和貫穿其生命的復(fù)雜物理過程,”該研究的共同作者M(jìn)ichael Zevin說。“雖然我們使用了一個(gè)模擬的恒星群,反映了我們目前擁有的數(shù)據(jù),但還是有很大的回旋余地。我們可以看到,宇宙學(xué)耦合是一個(gè)有用的想法,但我們還不能測量這種耦合的強(qiáng)度。”
隨著引力波觀測站變得更加敏感,特別是隨著新的觀測站(如基于空間的LISA)加入搜索,這一想法可以得到檢驗(yàn)。
該研究發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。