研究人員提出：黑洞隨著宇宙的膨脹而增長(zhǎng)

2025-11-22 09:54:11 分類：探索 閱讀(36955)

研究人員提出：黑洞隨著宇宙的膨脹而增長(zhǎng)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：在過去6年中，引力波觀測(cè)站一直在探測(cè)黑洞的提出合并，驗(yàn)證了愛因斯坦引力理論的黑洞廈門外圍（外圍美女）外圍聯(lián)系方式（電話微信181-2989-2716）高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)一個(gè)重要預(yù)測(cè)。但是脹而增長(zhǎng)有一個(gè)問題--許多這些黑洞都出乎意料地大。現(xiàn)在，研究宇宙來自夏威夷大學(xué)馬諾阿分校、提出芝加哥大學(xué)和密歇根大學(xué)安娜堡分校的黑洞一個(gè)研究小組為這個(gè)問題提出了一個(gè)新的解決方案：黑洞隨著宇宙的膨脹而增長(zhǎng)。
自從2015年激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）首次觀測(cè)到合并的脹而增長(zhǎng)黑洞以來，天文學(xué)家們一再對(duì)它們的研究宇宙巨大質(zhì)量感到驚訝。盡管黑洞不發(fā)光，提出廈門外圍（外圍美女）外圍聯(lián)系方式（電話微信181-2989-2716）高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)但通過它們發(fā)射的黑洞引力波--愛因斯坦的廣義相對(duì)論所預(yù)測(cè)的時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪--來觀察黑洞合并。物理學(xué)家最初預(yù)計(jì)，脹而增長(zhǎng)黑洞的研究宇宙質(zhì)量將小于太陽的40倍，因?yàn)楹喜⒌奶岢龊诙磥碜杂诖筚|(zhì)量的恒星，如果它們變得太大，黑洞就無法維持自己。
然而，LIGO和Virgo天文臺(tái)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多質(zhì)量大于50個(gè)太陽的黑洞，其中一些黑洞的質(zhì)量達(dá)到了100個(gè)太陽。許多形成方案被提出來以產(chǎn)生如此大的黑洞，但是沒有一個(gè)方案能夠解釋迄今為止觀察到的黑洞合并的多樣性，而且對(duì)于哪種形成方案的組合在物理上是可行的也沒有一致意見。這項(xiàng)發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的新研究首次表明，大黑洞和小黑洞的質(zhì)量都可以通過單一途徑產(chǎn)生，其中黑洞從宇宙本身的膨脹中獲得質(zhì)量。
天文學(xué)家通常在一個(gè)不能膨脹的宇宙內(nèi)建立黑洞模型。夏威夷大學(xué)馬諾阿分校物理和天文學(xué)系教授 Kevin Croker說：“這是一個(gè)簡(jiǎn)化愛因斯坦方程的假設(shè)，因?yàn)橐粋€(gè)不增長(zhǎng)的宇宙需要跟蹤的東西少得多。但有一個(gè)權(quán)衡：預(yù)測(cè)可能只在有限的時(shí)間內(nèi)是合理的。”
因?yàn)長(zhǎng)IGO-Virgo所探測(cè)到的單個(gè)事件只持續(xù)幾秒鐘，在分析任何單一事件時(shí)，這種簡(jiǎn)化是合理的。 但是這些同樣的合并有可能是數(shù)十億年的過程。 在兩個(gè)黑洞的形成和它們最終合并之間的時(shí)間里，宇宙在深刻地成長(zhǎng)。如果仔細(xì)考慮愛因斯坦理論中更微妙的方面，就會(huì)出現(xiàn)一種驚人的可能性：黑洞的質(zhì)量可能與宇宙同步增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象被Croker和他的團(tuán)隊(duì)稱為“宇宙學(xué)耦合”。
宇宙學(xué)耦合物質(zhì)的最著名的例子是光本身，它隨著宇宙的增長(zhǎng)而失去能量。“我們認(rèn)為要考慮相反的效果，”研究的共同作者、夏威夷大學(xué)馬諾阿分校物理和天文學(xué)教授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？”
為了研究這一假設(shè)，研究人員模擬了數(shù)百萬對(duì)大型恒星的誕生、生活和死亡。任何兩顆恒星都死亡形成黑洞的配對(duì)，然后與宇宙的大小聯(lián)系起來，從它們死亡的時(shí)間開始。隨著宇宙的繼續(xù)增長(zhǎng)，這些黑洞的質(zhì)量也隨著它們的螺旋式上升而增長(zhǎng)。其結(jié)果是，當(dāng)黑洞合并時(shí)，不僅質(zhì)量更大，而且合并的次數(shù)也更多。當(dāng)研究人員將LIGO-Virgo的數(shù)據(jù)與他們的預(yù)測(cè)相比較時(shí)，他們達(dá)成了合理的一致。“我不得不說我一開始不知道該怎么想，”研究的共同作者、密歇根大學(xué)教授Gregory Tarlé說。“這是一個(gè)如此簡(jiǎn)單的想法，我很驚訝它的效果這么好。”
根據(jù)研究人員的說法，這個(gè)新模型很重要，因?yàn)樗恍枰獙?duì)我們目前對(duì)恒星形成、演化或死亡的理解做任何改變。新模型和我們目前的數(shù)據(jù)之間的一致性來自于簡(jiǎn)單地承認(rèn)現(xiàn)實(shí)的黑洞不存在于一個(gè)靜態(tài)的宇宙中。 然而，研究人員強(qiáng)調(diào)，LIGO-Virgo的大質(zhì)量黑洞之謎遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有得到解決。
“合并黑洞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，”研究的共同作者、美國(guó)宇航局哈勃研究員Michael Zevin博士說。“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)，但仍有很大的回旋余地。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(cè)量這種耦合的強(qiáng)度。”
研究的共同作者、夏威夷大學(xué)馬諾阿分校物理和天文學(xué)教授Kurtis Nishimura對(duì)這一新想法的未來測(cè)試表示樂觀。“隨著引力波觀測(cè)站在未來十年繼續(xù)提高靈敏度，數(shù)據(jù)數(shù)量和質(zhì)量的增加將使新的分析技術(shù)成為可能。這將很快被測(cè)量出來。”