在不断膨胀的宇宙中黑洞可能是完美的一对
黑洞是巨大的天体,具有如此强大的引力,任何东西(甚至光)都无法逃脱。它们非常密集。黑洞可以将地球的质量压缩到豌豆大小的空间中。
基于爱因斯坦广义相对论的传统黑洞理论通常解释静态或旋转黑洞如何在空间中孤立地独立存在。成对的黑洞最终会因引力吸引和碰撞而受到阻碍。
然而,如果人们假设宇宙是静止的,这就是事实。但如果是一个不断移动的物体呢?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?
“宇宙学的标准模型假设大爆炸使宇宙诞生,并且在大约98亿年前,它被一种神秘的力量所控制,这种力量被称为‘暗能量’,它以恒定的速度加速宇宙,”说南安普顿大学奥斯卡·迪亚斯教授。
科学家将这种神秘的力量称为“宇宙常数”。在爱因斯坦理论用宇宙学常数解释的宇宙中,黑洞沉浸在宇宙学加速背景中。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学常数相关的膨胀所抵消。即使在宇宙不断膨胀的加速过程中,黑洞之间也仍保持固定的距离。尽管膨胀可能会尽力将它们拉开,但万有引力会进行补偿。
“从远处看,一对黑洞的吸引力被宇宙膨胀所抵消,看起来就像一个单一的黑洞。可能很难检测它是单个黑洞还是一对黑洞,”迪亚斯教授评论道。
剑桥大学教授豪尔赫·桑托斯补充道:“我们的理论在一对静态黑洞中得到了证明,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也适用于三个甚至四个黑洞,从而开启了一系列的可能性。”
这项研究由OscarDias教授(南安普顿大学)、GaryGibbons教授(剑桥大学)、JorgeSantos教授(剑桥大学)和BensonWay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色双星”发表在《物理评论快报》杂志上,并作为观点文章进行了评论。
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