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在不断膨胀的宇宙中,黑洞可能会“完美配对”

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online_member 发表于 2023-10-23 16:36:54 | 显示全部楼层 |阅读模式


当两个黑洞的引力(红色箭头)被与宇宙常数相关的宇宙膨胀(蓝色箭头)抵消时,它们可以保持固定的距离。对于遥远的观察者来说,这种情况就像是一个黑洞。鸣谢:APS/Alan Stonebraker

()据南安普顿大学:来自南安普顿大学的研究人员,以及来自剑桥大学和巴塞罗那大学的同事,已经表明理论上有可能存在完美平衡的黑洞对——由宇宙力保持平衡——模仿单个黑洞。

黑洞是巨大的天体,具有如此强大的引力,以至于任何东西,甚至是光,都无法逃脱。它们非常密集。黑洞可以把地球的质量压缩到一粒豌豆大小的空间里。

基于爱因斯坦广义相对论的关于黑洞的传统理论,通常解释静态或旋转黑洞如何能够独立存在于空间中。成对的黑洞最终会因为引力吸引和碰撞它们而受阻。

然而,如果假设宇宙静止不动,这是真的。但是一个不断运动的物体呢?在不断膨胀的宇宙中,成对的黑洞能否和谐共存,或许伪装成一个黑洞?

南安普顿大学的奥斯卡·迪亚斯教授说:“宇宙学的标准模型假设大爆炸带来了宇宙的存在,大约98亿年前,它受到一种神秘力量的支配,这种力量被称为‘暗能量’,它以恒定的速度加速宇宙。”

科学家将这种神秘的力称为“宇宙常数”。在爱因斯坦理论用宇宙常数解释的宇宙中,黑洞沉浸在宇宙加速背景中。这改变了黑洞如何相互作用和共存的理论目标。

通过复杂的数值方法,这项最新研究背后的团队表明,两个静态(非旋转)黑洞可以平衡存在——它们的引力被与宇宙常数相关的膨胀抵消。即使在不断膨胀的宇宙加速膨胀的过程中,黑洞之间的距离仍然保持固定。尽管膨胀会尽力把它们拉开,但引力会补偿它们。

“从远处看,一对吸引力被宇宙膨胀抵消的黑洞看起来就像一个黑洞。Dias教授评论说:“可能很难检测出它是一个黑洞还是两个黑洞。”

剑桥大学的Jorge Santos教授补充道:“我们的理论已经被证明适用于一对静态黑洞,但我们相信它也可以应用于旋转黑洞。此外,我们的解决方案似乎有可能适用于三个甚至四个黑洞,从而打开了一系列可能性。”

这项研究由Oscar Dias教授(南安普顿大学)、Gary Gibbons教授(剑桥大学)、Jorge Santos教授(剑桥大学)和Benson Way博士(巴塞罗那大学)进行。他们的论文“德西特空间中的静态黑双星”发表在《物理评论快报》杂志上,被评论为观点文章。
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