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自然界最完美的物体之一,带有角质量的克尔黑洞

来源:互联网转载 时间:2024-10-05 03:58:59 浏览量:

说起黑洞,人们知道最多的应该就是史瓦西黑洞,被称为平行宇宙通道,也是最寻常的,所以被人们所熟知。那么,你知道克尔黑洞吗?克尔黑洞是宇宙中的一种不断随着时间变化的绕轴转动的轴对称黑洞。但是依旧很多人不太了解,接下来我们就一起来了解克尔黑洞。

美科学家模拟出克尔黑洞

据美国《每日科学》网站报道,美国华盛顿大学的物理学家协同法国学者成功模拟出克尔黑洞图像。与其复杂的理论模型不同,该图像令人惊讶的简单。这项成果不但有助于更好地理解克尔黑洞的构造与转动黑洞的引力场,还可将理论假说和图像相比较,促进理论的进一步完善。

由于所有恒星都自转,其形状必不能成为严格的球形,因此亦不能由球对称的理论来描述。1963年,新西兰物理学家罗伊-克尔得到了能描述不带电旋转恒星的爱因斯坦引力场方程的解,这一理论对于天文学的意义,不亚于一种新基本粒子的发现,因他之名,由这类恒星坍缩形成的黑洞就叫克尔黑洞。

克尔黑洞以恒常速度旋转,根据爱因斯坦引力场方程,一颗规缩成黑洞的转动恒星的引力场会最终达到一个平衡状态,这个状态只依赖于两个参量,即质量和角动量,后者代表恒星的旋转的速度,类似于基本粒子的自旋。

克尔黑洞被称为大自然最完美的物体之一

克尔黑洞是以恒常速度旋转的,那么根据爱因斯坦引力场方程,一颗规缩成黑洞的转动恒星的引力场会最终达到一个平衡状态,这个状态只依赖于两个参量,一个是质量另一个就是角动量,后者代表恒星的旋转的速度,类似于基本粒子的自旋。一直以来这类带有角动量的黑洞,被称之为自然界最完美的物体之一,其相关的守恒定律与理论假说在问世40年后仍然是个不解之谜。

克尔黑洞的形成

所有恒星都在自转,因而就不是严格球形的,而是在两极处稍稍变化,于是一颗真实恒星的引力坍缩就不能由球对称的史瓦西解来精确地描述。实际上,恒星周围时空的几何将由于引力波的产生而变得相当复杂。

为什么引力波会扰乱几何呢?道理很简单:所有运动物质(例如一颗转动恒星)的引力场都随时间变化。因此,由引力造成的时空弯曲在每个时刻都会变化,以反映新的物质构造。这种再调节像一种皱纹,以光速在背景几何中传播。

球对称性最差的坍缩恒星发出最多的引力波。一旦视界形成,恒星坍缩成了黑洞,情况则立即简化。在视界形成的瞬间,其形状可能仍不规则,并表现出剧烈的振动,但在不到1秒钟之内引力波会抹去所有的不规则性。于是视界停止振动并成为单一的平滑的形状,即一个两极因离心力而变扁平的椭球面。

这就是为什么一颗规缩成黑洞的转动恒星的引力场会最终达到一个平衡状态,这个状态只依赖于两个参量,即质量和角动量,后者表征恒星的转动,类似于基本粒子的自旋。

人类对宇宙的探索只能说沧海一粟,自从人类发现黑洞之后,就不断的在探索黑洞的另一面是什么,日前科学家提出了一种原生黑洞的假设,这种黑洞极为微小,一个原子大小的原生黑洞就相当于一座大山,但目前的科技无法观测到这种黑洞。

原生黑洞,仅有原子大小的黑洞

原生黑洞(又可以称为太初黑洞)是一个假想的类型的黑洞。其形成原因不是由大天体的引力坍塌而诞生的;而是由在宇宙早期坏境下,极端物质密度还有宇宙大爆炸的强大能量挤压,最终形成了原生黑洞。

根据宇宙大爆炸在最初的几分钟之后 ,大爆炸的压力和温度非常高。在这种情况下简单的物质密度的波动可能导致局部地区的密度变大,足以创造黑洞。尽管大部分地区高密度挤压会很快分散于宇宙的膨胀。原生黑洞是很稳定的,所以理论上是可以保持至今。

理论上,原生黑洞比起普通黑洞可以更小,甚至小到肉眼无法辨别的大小。例如存在体积只有原子大小,质量却相当于一座山(大于10亿吨)的原生黑洞。

现在网上流传的关于原生黑洞藏有外星人的消息都是虚假的,原生黑洞目前只是一种假设而已,更不可能发现原生黑洞里面的外星生物,但是随着科技的进步,总有一天人类会揭开它的真面目。

暗物质疑是由原生黑洞组成

在2016年,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲引力波天文台(VIRGO)的科学家联合宣布,他们探测到了两个约为30倍太阳质量的黑洞在13亿年前的并合产生的引力波,这一发现被称为世纪发现。日本京都大学的科学家在29日的《物理评论快报》撰文表示,这两个黑洞或许为原生黑洞(也称为太初黑洞)而非普通黑洞,如果这一想法获得后续数据支持,它们将是揭开暗物质之谜的关键。

该研究团队假定,原生黑洞在宇宙间随机分布。文章主要作者、京都大学的田中贵大(音译)教授表示:宇宙诞生之初炙热稠密,当引力塌缩发生在一些极端稠密的区域时,原生黑洞就形成了。与天体塌缩形成的黑洞相比,它们拥有完全不同的起源。

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