新論文表明,黑洞可能并不像我們想象的那么“簡單”
黑洞是混沌的引擎,當他們鏟除死星的污跡進入他們無底的胃。但歸根結底,即使是最大的黑洞似乎也是相對簡單的野獸。
與宇宙中所有其他恒星、行星和巖石不同,你需要知道的關于安靜、孤獨的一切黑洞可以寫在三個點下:質量、角動量和電荷——至少,根據隱喻命名的”無毛定理'.
一旦一團發光的星塵坍塌成一個難以想象的密度點,以前復雜的元素混合物就會消失成一個不歸路的坑,有效地將每個黑洞變成同樣的東西。事實上,它們都可以用一個簡短的方程來描述,稱為克爾解。
“頭發”是指關于形成黑洞或正在被吸入黑洞的物質的所有其他信息——根據我們的理解,它應該沿著一條單行道流過黑洞的事件視界,沒有留下任何頭發將黑洞的內臟與外部宇宙聯系起來。
但也許我們有點倉促。來自英國南安普敦大學和劍橋大學以及西班牙巴塞羅那大學宇宙科學研究所(ICCUB)的一組研究人員已經確定了黑洞可能出現的情況。變得有點...毛.
無毛定理依賴于關于它們在空間中的隔離的一些基本假設,并基于對引力波碰撞溢出,到目前為止似乎成立。
但是這篇新論文描述了一些可能違反這種唯一性的場景。
黑洞特有的“禿頂”在某種程度上是它對其鄰近地區統治地位的一個特征。
這里的關鍵假設是黑洞周圍的空間是“空的”,沒有能量影響黑洞或被吸入其中的物質。
即使在周圍恒星或其他黑洞等物體的存在下,該系統也會旋轉并失去平衡幾千年,然后進入時空中相同的簡單單酒窩。
然而,研究人員認為,如果雙黑洞系統的每個成員吞下足夠多的特定電荷物質,理論上他們自己應該變得足夠充電,足以排斥他們的伴侶。
正如該團隊在他們的論文中所寫的那樣,如果排斥平衡了吸引力,他們可能會發現自己處于穩定的平衡狀態,創造出一個具有多個視界的強大野獸 - 而不會破壞。廣義相對論.
從我們在地球上的有利位置來看,這種吸引力和排斥力的完美結合將使兩個黑洞看起來合二為一。就像排在雞蛋盒中的類似雞蛋可以隱藏雙蛋黃一樣,我們目前正在研究的孤立黑洞可能隱藏著稍微復雜的構成。
根據這一最新分析,宇宙可能以宇宙常數的形式存在另一種力。我們稱之為這個不斷擴大的空間背后的神秘“推動”暗能量也可能足以阻止一些特定質量的黑洞合并,這與那些適當帶電的黑洞對沒有什么不同。
雖然這聽起來很簡單,但至少根據當前定理,在流動時空電流上完美平衡的軌道黑洞乍一看是不可能的。
然而,根據研究人員的說法,這些定理并非沒有自己的一些局限性。
為了深入研究數學以真正測試這個概念,研究背后的數學家從老式物理學的直觀應用中建立起來,應用于兩個相同的、非旋轉的、不帶電的質量,然后他們用愛因斯坦的理論來解決,然后再分析假設對的性質。
他們發現這種伙伴關系的熱力學特性確實會使兩個軌道黑洞不穩定,這對于尋找這些特殊雙星系統的任何真實例子來說聽起來是個壞消息。
但是通過將方程推廣到包括旋轉的黑洞在相反的方向上,他們展示了這種奇特的“毛茸茸”黑洞可以停留,偽裝成一個孤獨,無聊的舊標本。
這項研究發表于物理評論信.