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2015年 ， 位于美国的引力波天文台首次直接探测到了引力波的存在 。 目前 ， 我们探测到的这些引力波都是宇宙灾难性事件的结果 ， 比如黑洞的碰撞 。 物理学家可以根据引力波的信号 ， 反向推导出碰撞事件中两个物体的质量 。 也就是这一过程 ， 让物理学家发现了黑洞的奇怪之处 。
最常见的黑洞类型是恒星黑洞 ， 也是物理学家预计会在大多数合并中看到的黑洞类型 。 它们是由大质量恒星坍塌形成的 ， 预计其质量是太阳的5到30倍 。 但是LIGO团队发现了几个质量更高的黑洞 ， 例如 ， 有记录以来最大的碰撞发生在两个质量为太阳65到85倍的黑洞之间 。
那么这些黑洞是如何变得如此巨大的呢？最常见的解释是 ， 它们通过吞噬物质而成长 ， 但新研究提出了一个相当奇怪的替代方案：随着宇宙的膨胀 ， 黑洞的质量可能会增加 ， 研究小组称之为宇宙学耦合效应 。
这听起来可能有点奇怪 ， 但这个想法并非完全没有先例 。 这种可能性在爱因斯坦的相对论中得到了暗示 ， 而且光在某种程度上已经是宇宙学上的耦合 ， 因为随着宇宙的膨胀 ， 光会失去能量 ， 从而助长了这种膨胀 。
如果黑洞在宇宙学上耦合并在不消耗其他恒星或气体的情况下获得能量 ， 引力波天文台会观察到什么？该团队指出 ， 当对黑洞进行建模时 ， 通常是在不膨胀的模拟宇宙中进行的 。 这是为了简单起见 ， 但可能会掩盖宇宙耦合的影响 。 因此 ， 在这项新研究中 ， 研究人员加入了宇宙膨胀模拟 ， 以解释这种扩展 。
他们模拟了数百万对恒星死亡形成黑洞 ， 重要的是 ， 他们将黑洞的质量与模拟宇宙的大小联系起来 。 这意味着随着时间的推移 ， 这些黑洞对的质量越来越大 ， 因为它们螺旋向彼此靠近 ， 最终相撞 。 最后 ， 这些预测似乎与LIGO-Virgo收集到的数据相当吻合 。
研究人员说 ， 新的模型运行良好 ， 因为它不需要对我们现有的恒星形成、生存和死亡的理解进行任何修改 。 当然 ， 这个问题还远未解决 。 黑洞合并的许多方面还不清楚细节 ， 比如主要的形成环境和贯穿它们一生的复杂物理过程 。
【新研究表明，黑洞随着宇宙膨胀而增加质量】随着引力波观测站变得更加敏感 ， 尤其是像基于太空的引力波天文台这样的新观测站加入搜索 ， 这个想法可能会得到验证 。
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