黑洞|新的模拟显示，随着宇宙的膨胀，黑洞也在增长引力波

文章图片

2016年，物理学家首次从一对合并的黑洞中探测到引力波，即时空结构中的涟漪。从那时起，物理学家发现了更多的黑洞合并。但有一个警告;黑洞的质量比他们预期的要大。现在，一组研究人员表示，他们可能找到了这种尺寸差异的答案。黑洞的质量随着宇宙的膨胀而增长。
夏威夷大学、芝加哥大学和密歇根大学的一组研究人员提出了这个假设。这是解释神秘体型差异的最新尝试。以前的解释无法为这种现象提供一个合理的理论。
【黑洞|新的模拟显示，随着宇宙的膨胀，黑洞也在增长】研究人员在最近发表在《天体物理学杂志通讯》上的一项研究中概述了他们的新假设，该假设避开了在静态宇宙背景下理解黑洞合并的趋势。简化爱因斯坦方程的共同基础。 (早在1916年，爱因斯坦的广义相对论就预言了引力波的存在，以及不断膨胀的宇宙。 )
这种简化意味着，反过来，对黑洞质量的预测只能在很短的时间内起作用。激光干涉引力波天文台(激光干涉引力波观测站)和室女座(物理学家用来探测引力波的另一个仪器)探测到的时空波动只持续几秒钟，这是一个可以原谅的权衡。
尽管LIGO和Virgo的探测周期很短，但黑洞合并可能需要数十亿年的时间。换句话说，在一对黑洞形成和它们合并之间经过了很长一段时间。在这段时间里，宇宙膨胀，可能迫使黑洞的大小也随之增大。研究人员将这种现象称为“宇宙耦合” 。
为了验证他们的假设，研究人员模拟了数百万对大恒星的演化过程。然后，物理学家们将“死亡”并形成黑洞的恒星对与宇宙的大小联系起来。在模拟中，随着宇宙的增长，黑洞的质量也在增长。当然，这导致了更大质量的黑洞。以及更多的黑洞合并。当研究人员将他们的发现与真实的LIGO和Virgo数据进行比较时，预测结果“相当”吻合。
该研究的合著者、密歇根大学教授格雷戈里在一份新闻稿中说:“我不得不说，一开始我不知道该如何看待(模拟与LIGO和Virgo数据之间的协议) 。 ”“这是一个非常简单的想法，我很惊讶它能如此有效， ”这位教授补充道。
格雷戈里和他的同事强调这些发现只是初步的。该研究的合著者、美国宇航局哈勃研究员迈克尔·泽文在新闻稿中指出:“虽然我们使用了模拟的恒星种群，反映了我们目前拥有的数据，但仍有很多回旋的空间。 ”“我们可以看到宇宙耦合是一个有用的想法，但我们还不能测量这种耦合的强度， ”他补充说。这就意味着，合并黑洞出人意料的巨大尺寸目前仍是一个谜。