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新理论:黑洞周围粒子云形似电子环绕原子核

27-7-2022 02:17 PM| 发布者: anyting | 评论: 2

摘要: 新理论:黑洞周围粒子云形似电子环绕原子核黑洞示意图。(Shutterstock)科学家提出一种新理论,认为黑洞外面存在一种由质量超小的玻色子构成的粒子云。它们绕行黑洞的形式与电子绕行原子核没什么两样,因此把这种黑 ...
新理论:黑洞周围粒子云形似电子环绕原子核


黑洞示意图。(Shutterstock)
科学家提出一种新理论,认为黑洞外面存在一种由质量超小的玻色子构成的粒子云。它们绕行黑洞的形式与电子绕行原子核没什么两样,因此把这种黑洞称为“引力原子”(gravitational atom)。
美国和荷兰的科学家合作提出了这个新理论,并提出通过分析黑洞散发的引力波数据,不仅能验证是否存在这个机制,还能测量到这种玻色子的质量、能态等特性。
引力波通常由两个黑洞合并而产生,科学家于2015年第一次探测到来自宇宙空间的引力波信号,之后又探测到很多个。现有理论对引力波的产生机制可以做出很好的解释,所以如果探测到的数据与理论预测之间存在任何细微的差别,都意味着里面存在超出现在的“标准粒子模型”认知的新事物。



这个研究组提出,这之间的差异很可能是由超轻玻色子的存在而造成的。这种玻色子是科学家提出的假设粒子,它的质量非常小,而且几乎不与普通物质发生相互作用。
人们常听说的是,黑洞是一种会吸收周围一切物质和能量的天体。不过很久以前科学家也提出,黑洞也会以超辐射(superradiance)的形式泄漏一些物质,而且这种泄漏的物质很可能是“标准粒子模型”定义之外的其它粒子,比如质量超级小的粒子。
这份研究称,当物质以超辐射的形式从黑洞泄漏,泄漏的物质在黑洞周围形成一圈玻色子粒子云。黑洞自旋的速度越快,其周围玻色子的数量越多。科学家认为,这种结构与电子云绕行原子核的形式很相似,因而把这圈粒子云和黑洞组成的结构称为“引力原子”。
当“引力原子”是两个互相绕行的双体系统里面的一个天体的时候,“引力原子”会受到它巨大的伴侣天体的影响。这个巨大的伴侣天体可能是另一个黑洞,也可能是一颗中子星。
普通物质原子受到光的刺激,其电子会从原子周围的轨道脱离,导致物质成为电离态。研究者称“引力原子”也有类似的机制:受到伴侣天体的干扰,“引力原子”周围的超轻粒子云会吸收来自伴侣天体的能量,从而从原来的轨道上被弹射出去。两个天体绕行的距离越近,另一方对“引力原子”的干扰越大。
这份研究称,被从“引力原子”弹射出去的物质会在黑洞所发出的引力波数据中体现出来,但是现在的引力波探测器LIGO和Virgo还探测不到。研究组估计,激光干涉空间天线(Laser Interferometer Space Antenna,简写LISA)投入应用后才能探测到。LISA是美国宇航局(NASA)规划的太空探测设备,计划于2037年发射升空。
这份研究6月2日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。


世界未解之谜
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最新评论

引用 使用者 27-7-2022 10:16 PM
2037?你確定地球可以等到那天!?
引用 tauruslau 27-7-2022 10:57 PM
已阅……

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