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英國劍橋大學克爾教授:克爾黑洞可能與白洞連接

 更新時間:2019-04-30 17:58

  據美國《每日科學》網站報道,美國華盛頓大學的物理學家協同法國學者成功模擬出克爾黑洞圖像。與其復雜的理論模型不同,該圖像令人驚訝的簡單。這項成果不但有助于更好地理解克爾黑洞的構造與轉動黑洞的引力場,還可將理論假說和圖像相比較,促進理論的進一步完善。

  仔細看看這張整體模擬圖像表面上確實很簡單,形狀很像一個早晨剛盛開的喇叭花,當然了這只是簡單的模擬了黑洞的表象,正所謂透過現象看本質,不過這還需要一個漫長的過程來論證。

英國劍橋大學克爾教授:克爾黑洞可能與白洞連接

  圖像雖然簡單但是作用可不容小覷啊,不管怎么說這項成果不但有助于更好地理解克爾黑洞的構造與轉動黑洞的引力場,還可將理論假說和圖像相比較,促進理論的進一步完善。其實看到這里我們還是沒有看到到底什么是克爾黑洞,那我們不妨耐著性子繼續往下來看看說不定會有我們想要的答案。

  我們知道由于所有恒星都自轉,所以其形狀必不能成為嚴格意義上的正圓球形,因此亦不能由球對稱的理論來描述它。早在1963年新西蘭物理學家羅伊-克爾得到了能描述不帶電旋轉恒星的愛因斯坦引力場方程的解,這一理論對于天文學的意義,并不亞于一種新基本粒子的發現,于是就用他的名字命名的這類恒星坍縮形成的黑洞——克爾黑洞。

英國劍橋大學克爾教授:克爾黑洞可能與白洞連接

  換句話說的通俗點就是克爾黑洞其實就是有旋轉、無電荷的黑洞,我不知道各位網友是否同意這樣的說法,可以說就是以物理學家羅伊-克爾的名字命名的黑洞。

  上面我們已經說了克爾黑洞是以恒常速度旋轉的,那么根據愛因斯坦引力場方程,一顆規縮成黑洞的轉動恒星的引力場會最終達到一個平衡狀態,這個狀態只依賴于兩個參量,一個是質量另一個就是角動量,后者代表恒星的旋轉的速度,類似于基本粒子的自旋。一直以來這類帶有角動量的黑洞,被稱之為自然界最完美的物體之一,其相關的守恒定律與理論假說在問世40年后仍然是個未解之謎。

  但是現在這個模擬圖顯示克爾黑洞是軸對稱的,即繞對稱軸轉動,作短程線運動的試驗粒子其能量是守恒的。同時其繞對稱軸的角動量分量也守恒,另外它還允許試驗粒子遵循第三個守恒定律。

英國劍橋大學克爾教授:克爾黑洞可能與白洞連接

  而在克爾黑洞中所有的數理方程包括支配引力波傳播的一些方程,都可以分離變量,因而得到明確的解。因此研究人員也可以借由圖像分析,在克爾黑洞環境中如何依據廣義相對論來描述小質量黑洞繞大質量黑洞進行旋轉的動作。

  同時雖說圖像的建立由理論模型而來但研究人員仍希望,可視化的成果亦能對引力波天文學領域的理論起到或修正或補充的作用。

  “大質量恒星坍塌后形成黑洞”、“黑洞分為靜止黑洞和旋轉黑洞,旋轉的黑洞就是‘克爾黑洞’。”8日下午,國際著名天體物理學家、數學家、物理學家羅伊帕特里特 克爾(Roy Patrick Kerr)教授,在云南大學的科學大講壇上講授《黑洞和時間》,在近一個半小時時間里,克爾教授和場內觀眾一起就“黑洞”理論進行了知識普及和問答互動。

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