研究人员提出：黑洞随着宇宙的膨胀而增长 - {$web_name} 黑洞的品质将小于太阳的40倍

探究人员提出：黑洞随着宇宙的膨胀而增长
（神秘的地球uux.cn报导）据cnBeta：在过去6年中，引力波观测站一直在探测黑洞的合并，测试了爱因斯坦引力理论的一个重大预测。但是有一个难题--许多这些黑洞都出乎意料地大。如今，来自夏威夷大学马诺阿分校、权威范丞丞精选芝加哥大学和密歇根大学安娜堡分校的一个探究小组为这个难题提出了一个新的解决计划：黑洞随着宇宙的膨胀而增长。
自从2015年激光干涉引力波天文台（LIGO）首次观测到合并的黑洞以来，天文学家们一再对它们的巨大品质感到惊讶。尽管黑洞不发光，但经由它们发射的引力波--爱因斯坦的广义相对论所预测的时空结构中的涟漪--来观察黑洞合并。物理学家最初预计，黑洞的品质将小于太阳的40倍，由于合并的黑洞来自于大品质的恒星，假如它们变得太大，就无法维持自己。
但是，LIGO和Virgo天文台已然察觉了许多品质大于50个太阳的黑洞，其中一些黑洞的影视花絮英伟达品质达到了100个太阳。许多形成计划被提出来以形成如此大的黑洞，但是没有一个计划能够阐释迄今为止观察到的黑洞合并的多样性，并且针对哪种形成计划的组合在物理上是可行的也没有一致意见。这项发表在《天体物理学杂志》上的新探究首次表明，大黑洞和小黑洞的品质都可以经由单一途径形成，其中黑洞从宇宙本身的膨胀中获得品质。
天文学家通常在一个不能膨胀的宇宙内兴办黑洞模型。夏威夷大学马诺阿分校物理和天文学系教授 Kevin Croker说：“这是一个简化爱因斯坦方程的假设，由于一个不增长的突发肉鸽游戏观察宇宙需要跟踪的东西少得多。但有一个权衡：预测或许只在有限的时间内是合理的。”
由于LIGO-Virgo所探测到的单个事情只持续几秒钟，在确认任何单一事情时，这种简化是合理的。 但是这些同样的合并有或许是数十亿年的过程。 在两个黑洞的形成和它们最后合并之间的时间里，宇宙在深刻地成熟。假如认真考虑爱因斯坦理论中更微妙的方面，就会呈现一种惊人的解读直播带货合集或许性：黑洞的品质或许与宇宙同步增长，这种现象被Croker和他的团队称为“宇宙学耦合”。
宇宙学耦合物质的最著名的例子是光本身，它随着宇宙的增长而失去能量。“我们觉得要考虑相反的效果，”探究的共同作者、夏威夷大学马诺阿分校物理和天文学教授Duncan Farrah说。 “假如黑洞是宇宙耦合的，并且在不需要消耗其他恒星或气体的状况下获得能量，LIGO-Virgo会观察到什么？”
以便探究这一假设，探究人员模拟了数百万对大型恒星的诞生、日常和死亡。任何两颗恒星都死亡形成黑洞的配对，然后与宇宙的大小联系起来，从它们死亡的时间着手。随着宇宙的持续增长，这些黑洞的品质也随着它们的螺旋式上升而增长。其结局是，当黑洞合并时，不只品质更大，并且合并的次数也更多。当探究人员将LIGO-Virgo的资料与他们的预测相较为时，他们达成了合理的一致。“我不得不说我一着手不得知该怎么想，”探究的共同作者、密歇根大学教授Gregory Tarlé说。“这是一个如此简易的想法，我很惊讶它的效果这么好。”
依据探究人员的说法，这个新模型很重大，由于它不需要对我们当下对恒星形成、演化或死亡的理解做任何改变。新模型和我们当下的资料之间的一致性来自于简易地承认现实的黑洞不存在于一个静态的宇宙中。 但是，探究人员强调，LIGO-Virgo的大品质黑洞之谜远远没有得到解决。
“合并黑洞的许多方面并不为人所知，例如首要的形成生态和贯穿其生命的繁琐物理过程，”探究的共同作者、美国宇航局哈勃探究员Michael Zevin博士说。“尽管我们使用了一个模拟的恒星群，反映了我们当下拥有的资料，但仍有很大的回旋余地。我们可以目睹，宇宙学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。”
探究的共同作者、夏威夷大学马诺阿分校物理和天文学教授Kurtis Nishimura对这一新想法的前方评测强调乐观。“随着引力波观测站在前方十年持续提升灵敏度，资料数量和品质的增多将使新的确认技术变成或许。这将不久被测量出来。”