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2016年 ， 物理学家首次从一对合并的黑洞中探测到引力波 ， 即时空结构中的涟漪 。 从那时起 ， 物理学家发现了更多的黑洞合并 。 但有一个警告;黑洞的质量比他们预期的要大 。 现在 ， 一组研究人员表示 ， 他们可能找到了这种尺寸差异的答案 。 黑洞的质量随着宇宙的膨胀而增长 。
夏威夷大学、芝加哥大学和密歇根大学的一组研究人员提出了这个假设 。 这是解释神秘体型差异的最新尝试 。 以前的解释无法为这种现象提供一个合理的理论 。
研究人员在最近发表在《天体物理学杂志通讯》上的一项研究中概述了他们的新假设 ， 该假设避开了在静态宇宙背景下理解黑洞合并的趋势 。 简化爱因斯坦方程的共同基础 。 (早在1916年 ， 爱因斯坦的广义相对论就预言了引力波的存在 ， 以及不断膨胀的宇宙 。 )
这种简化意味着 ， 反过来 ， 对黑洞质量的预测只能在很短的时间内起作用 。 激光干涉引力波天文台(激光干涉引力波观测站)和室女座(物理学家用来探测引力波的另一个仪器)探测到的时空波动只持续几秒钟 ， 这是一个可以原谅的权衡 。
尽管LIGO和Virgo的探测周期很短 ， 但黑洞合并可能需要数十亿年的时间 。 换句话说 ， 在一对黑洞形成和它们合并之间经过了很长一段时间 。 在这段时间里 ， 宇宙膨胀 ， 可能迫使黑洞的大小也随之增大 。 研究人员将这种现象称为“宇宙耦合” 。
为了验证他们的假设 ， 研究人员模拟了数百万对大恒星的演化过程 。 然后 ， 物理学家们将“死亡”并形成黑洞的恒星对与宇宙的大小联系起来 。 在模拟中 ， 随着宇宙的增长 ， 黑洞的质量也在增长 。 当然 ， 这导致了更大质量的黑洞 。 以及更多的黑洞合并 。 当研究人员将他们的发现与真实的LIGO和Virgo数据进行比较时 ， 预测结果“相当”吻合 。
该研究的合著者、密歇根大学教授格雷戈里在一份新闻稿中说:“我不得不说 ， 一开始我不知道该如何看待(模拟与LIGO和Virgo数据之间的协议) 。 ”“这是一个非常简单的想法 ， 我很惊讶它能如此有效 ， ”这位教授补充道 。
【新的模拟显示，随着宇宙的膨胀，黑洞也在增长】格雷戈里和他的同事强调这些发现只是初步的 。 该研究的合著者、美国宇航局哈勃研究员迈克尔·泽文在新闻稿中指出:“虽然我们使用了模拟的恒星种群 ， 反映了我们目前拥有的数据 ， 但仍有很多回旋的空间 。 ”“我们可以看到宇宙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 ， ”他补充说 。 这就意味着 ， 合并黑洞出人意料的巨大尺寸目前仍是一个谜 。
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