研究人员开发了一种在黑洞内“看到”的新方法 2018-09-13 08:14:00

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黑洞的性质,天体物理对象如此密集和引力强大,以至于它们吞噬了所有物质和光线,它们太靠近它们,阻止了科学家们看到它们的内部并迫使它们用数学来“观察”它们的深度

现在,来自陶森大学和约翰霍普金斯大学的研究人员已经提出了一项突破,它将为科学家提供一种新的方式来偷看黑洞的事件视野,看看下面是什么

虽然他们的新方法实际上并没有让我们看到黑洞内部发生的一切,但它可以为他们的内部结构提供新的视角

作者解释说,目前,科学家使用特殊的坐标系来说明旋转黑洞的结构,但这可能会根据观察者选择的特定坐标集扭曲结果

他们指出,描述黑洞属性的最准确方法是使用一系列称为不变量的数学量,无论研究人员使用哪种坐标,它们都具有相同的值

通过首次绘制和计算旋转带电黑洞的所有独立曲率不变量,作者说他们能够在黑洞内发现比以前想象的更复杂,更复杂和更美丽的结构

他们本周在圣地亚哥举行的美国天文学会第228次会议上介绍了他们的发现

黑洞是天文学中一些最奇怪的物体

正如Kielan Wilcomb及其同事James Overduin和Richard C. Henry在网上发表的一篇论文中所报道的那样,他们的方法也揭示了黑洞内部结构不同区域之间曲率的巨大变化

在一份声明中,三人组解释说,根据LIGO和处女座观测站最近发现的第一个引力波,这些发现是及时的

由一对遥远的黑洞碰撞产生的那些时空涟漪现在已知存在,但正如Overduin及其同事所说,由于信息无法逃脱黑洞,我们无法看到它们内部

因此,科学家只能在数学上探索这些现象,这项新发表的研究的作者开始寻找使用这些方法可视化黑洞内部的最佳方法

一般来说,他们说大多数黑洞(具有质量,自旋和电荷的黑洞)总共拥有17个曲率不变量,但由于彼此之间的数学关系,其中只有五个是真正独立的

最简单的这些量,Ricci标量,是广义相对论的核心,而第二个,Weyl不变量,在称为共形引力的替代理论中起着相当的作用

这个不变量相当于三分之一的Kretschmann标量,它存在于没有电荷的黑洞中(大多数情况下预计会出现这种情况)

作者指出,旋转黑洞内奇点附近的这个数量值的波动包括通常与重力磁性相关的负曲率区域,这是一种涉及普通磁性引力模拟的现象

由旋转能量供给的地震磁场被认为产生从一些超大质量黑洞的极区发出的射流,并且在事件视界内改进的曲率映射可以帮助科学家理解为什么有些星系有这些喷流而其他星系没有

- 图片来源:NASA,ESA和D. Coe,J

Anderson和R. van der Marel