新论文表明,黑洞可能并不像我们想象的那么“简单”
黑洞是混沌的引擎,当他们铲除死星的污迹进入他们无底的胃。但归根结底,即使是最大的黑洞似乎也是相对简单的野兽。
与宇宙中所有其他恒星、行星和岩石不同,你需要知道的关于安静、孤独的一切黑洞可以写在三个点下:质量、角动量和电荷——至少,根据隐喻命名的”无毛定理'.
一旦一团发光的星尘坍塌成一个难以想象的密度点,以前复杂的元素混合物就会消失成一个不归路的坑,有效地将每个黑洞变成同样的东西。事实上,它们都可以用一个简短的方程来描述,称为克尔解。
“头发”是指关于形成黑洞或正在被吸入黑洞的物质的所有其他信息——根据我们的理解,它应该沿着一条单行道流过黑洞的事件视界,没有留下任何头发将黑洞的内脏与外部宇宙联系起来。
但也许我们有点仓促。来自英国南安普敦大学和剑桥大学以及西班牙巴塞罗那大学宇宙科学研究所(ICCUB)的一组研究人员已经确定了黑洞可能出现的情况。变得有点...毛.
无毛定理依赖于关于它们在空间中的隔离的一些基本假设,并基于对引力波碰撞溢出,到目前为止似乎成立。
但是这篇新论文描述了一些可能违反这种唯一性的场景。
黑洞特有的“秃顶”在某种程度上是它对其邻近地区统治地位的一个特征。
这里的关键假设是黑洞周围的空间是“空的”,没有能量影响黑洞或被吸入其中的物质。
即使在周围恒星或其他黑洞等物体的存在下,该系统也会旋转并失去平衡几千年,然后进入时空中相同的简单单酒窝。
然而,研究人员认为,如果双黑洞系统的每个成员吞下足够多的特定电荷物质,理论上他们自己应该变得足够充电,足以排斥他们的伴侣。
正如该团队在他们的论文中所写的那样,如果排斥平衡了吸引力,他们可能会发现自己处于稳定的平衡状态,创造出一个具有多个视界的强大野兽 - 而不会破坏。广义相对论.
从我们在地球上的有利位置来看,这种吸引力和排斥力的完美结合将使两个黑洞看起来合二为一。就像排在鸡蛋盒中的类似鸡蛋可以隐藏双蛋黄一样,我们目前正在研究的孤立黑洞可能隐藏着稍微复杂的构成。
根据这一最新分析,宇宙可能以宇宙常数的形式存在另一种力。我们称之为这个不断扩大的空间背后的神秘“推动”暗能量也可能足以阻止一些特定质量的黑洞合并,这与那些适当带电的黑洞对没有什么不同。
虽然这听起来很简单,但至少根据当前定理,在流动时空电流上完美平衡的轨道黑洞乍一看是不可能的。
然而,根据研究人员的说法,这些定理并非没有自己的一些局限性。
为了深入研究数学以真正测试这个概念,研究背后的数学家从老式物理学的直观应用中建立起来,应用于两个相同的、非旋转的、不带电的质量,然后他们用爱因斯坦的理论来解决,然后再分析假设对的性质。
他们发现这种伙伴关系的热力学特性确实会使两个轨道黑洞不稳定,这对于寻找这些特殊双星系统的任何真实例子来说听起来是个坏消息。
但是通过将方程推广到包括旋转的黑洞在相反的方向上,他们展示了这种奇特的“毛茸茸”黑洞可以停留,伪装成一个孤独,无聊的旧标本。
这项研究发表于物理评论信.