天文学家已经知道宇宙膨胀正在加速,这已经有二十年了,但是这种膨胀的物理学仍然是一个谜。现在,夏威夷马诺阿大学的一组研究人员做出了一个新的预测:导致这种加速增长的暗能量来自散布在整个星系之间空隙中的大量致密物体。这一结论是《天体物理学杂志》上发表的一项新研究的一部分。
在1960年代中期,物理学家首先提出,恒星坍塌不应形成真正的黑洞,而应形成暗能量的通用物体(GEODE)。与黑洞不同,GEODE不会以奇异性“破坏”爱因斯坦方程。取而代之的是,一个旋转层围绕着暗能量的核心。从外部观看,即使用重力波观测仪测量了它们的碰撞“声音”,GEODE和黑洞看起来也几乎相同。
因为GEODE模仿黑洞,所以假设它们在太空中的移动方式与黑洞相同。这项研究的主要作者,UHMānoa物理与天文学系研究员Kevin Croker说:“ 如果要解释宇宙的加速膨胀,这将成为一个问题。” “即使去年我们证明,GEOGE原则上可以提供必要的暗能量,但您仍需要许多古老而庞大的GEODE。如果它们像黑洞一样移动,保持靠近可见物质,那么像我们自己的银河系这样的星系将拥有被打乱了。''
Croker与UHMānoa物理与天文学系研究生Jack Runburg,以及UH天文学研究所和物理与天文学系的教职员工Duncan Farrah合作,研究了GEODE如何在空间中移动。研究人员发现,每个GEODE周围的旋转层决定了它们如何相对移动。如果它们的外层旋转缓慢,GEODE会比黑洞更快地结块。这是因为GEODE从宇宙本身的增长中获得了质量。但是,对于具有旋转速度接近光速的层的GEODE,质量增益受不同效果的控制,并且GEODE开始相互排斥。“对旋转的依赖确实非常出乎意料,”法拉说。“如果通过观察证实,那将是一种全新的现象。”
该小组以爱因斯坦方程为前提,假设许多最古老的恒星在宇宙死亡时形成了GEODE,这些恒星是在宇宙小于其当前年龄的2%时诞生的。当这些古老的GEODE以其他恒星和丰富的星际气体为食时,它们开始非常迅速地旋转。一旦旋转得足够快,GEODE的相互排斥力使它们中的大多数“社交距离”到最终将成为当今星系之间空洞的区域。
这项研究支持的观点是,GEODE可以解决暗能量问题,同时与远距离的不同观测保持一致。GEODE远离当今的银河系,因此它们不会干扰银河系中的精致恒星对。解决暗能量问题所需的古代GEODE的数量与古代恒星的数量一致。GEODE不会破坏银河系在太空中的分布,因为它们在形成现代星系之前就与发光物质分离。最后,GEODE不会直接影响大爆炸余辉中的柔和涟漪,因为它们是在这种宇宙背景辐射释放后的数亿年内从死星中诞生的。
研究人员对他们的结果持谨慎乐观的态度。Farrah说:“人们认为,如果没有直接检测到不同于LIGO-Virgo(重力波观测站)的Kerr(黑洞)特征的东西,就无法分辨出GEODE的存在。” Croker补充说:“但是现在,我们对爱因斯坦方程式是如何由大到小的联系有了更清晰的了解,我们已经能够与来自许多社区的数据进行联系,并且连贯的画面正在形成。”
Runburg说,他的主要研究兴趣与GEODE无关,“对我而言,最令人兴奋的结果是,以前相互联系的研究人员社区现在有了共同点。当不同的社区一起工作时,整体总会大于某个领域的总和。零件。”