黑洞對於許多事物而言是值得注意的,尤其是它們的簡單性。他們只是……洞。那是“黑色”。這種簡單性使我們能夠在黑洞和其他物理分支之間提出令人驚訝的相似之處。例如,一組研究人員表明,一種特殊的粒子可以在一對黑洞周圍以類似的方式存在,因為電子可能存在於一對圍繞一對氫原子- “引力分子”的第一個例子。這個奇怪的對象可能會給我們暗示暗物質以及最終的本質時空。
耕種
了解9月份發布給預印度數據庫的新研究是如何arxiv,解釋了引力分子的存在,我們首先需要探索最基本的 - 但可悲的是,幾乎從未談論過 - 現代物理學的方面:該領域。
有關的:宇宙中的12個最奇怪的物體
字段是一種數學工具,可以告訴您從宇宙中到處旅行時可能會發現什麼。例如,如果您曾經看過電視天氣報告當地的溫度報告,那麼您正在研究一個田野的友好代表:當您在城鎮或州旅行時,您會知道您可能會發現哪種溫度,以及(以及是否需要帶夾克)。
這種字段被稱為“標量”字段,因為“標量”是說“只有一個數字”的精美數學方式。物理領域中還有其他類型的字段,例如“向量”字段和“張量”字段,它們為時空的每個位置提供了一個以上的數字。 (例如,如果您在屏幕上看到風速和方向的地圖,則您正在查看矢量字段。)但是,出於本研究論文的目的,我們只需要了解標量種類即可。
原子力量夫婦
在20世紀中葉的鼎盛時期,物理學家接受了該領域的概念 - 那時已經存在了幾個世紀,對數學家來說絕對是古老的帽子 - 並帶著它去了小鎮。
他們意識到領域不僅是方便的數學頭,而且實際上描述了關於現實的內在運作的超數字。他們基本上發現,宇宙中的一切確實是一個領域。
有關的:11個最美麗的數學方程式
採用謙虛的電子。我們從量子力學中知道,很難將電子在任何給定時刻的位置準確地固定在哪裡。當量子力學首次出現時,這是一個非常令人討厭的混亂,可以理解和解開,直到田野出現為止。
在現代物理學中,我們將電子表示為一個領域 - 一種數學對象,告訴我們下次看時可能在哪裡發現電子。該領域對周圍的世界做出反應 - 例如,由於附近的原子核的電影響 - 並修改了自己,以改變我們應該看到電子的地方。
最終結果是電子只能出現在原子核周圍的某些區域,從而產生整個化學領域(我正在簡化一點,但您明白了)。
黑洞的伙伴
現在是黑洞的部分。在原子物理學中,您可以完全描述基本粒子(像電子一樣)以三個數字:質量,自旋和電荷。在引力物理學中,您可以用三個數字完全描述一個黑洞:其質量,自旋和電子電荷。
巧合?陪審團就在那個人身上,但是暫時我們可以利用這種相似性來更好地理解黑洞。
在我們剛剛探索的粒子物理的術語中,您可以描述一個原子作為一個小核,被電子場包圍。該電子場對核的存在響應,並允許電子僅在某些區域出現。對於兩個核周圍的電子也是如此,例如在氫分子(如氫)中(H2。)中也是如此。
您可以類似地描述黑洞的環境。想像一下,黑心的微小奇異性與原子的核相似,而周圍環境(一個通用標量場)類似於描述一個描述的環境亞原子粒子。該標量場響應黑洞的存在,並允許其相應的粒子僅在某些區域出現。就像在雙原子分子中一樣,您還可以描述兩個黑洞周圍的標量場,例如在二進制黑洞系統中。
該研究的作者發現,標量場確實可以圍繞二進制黑洞存在。更重要的是,它們可以將自己形成某些類似於電子場中的模式。因此,在這種情況下,標量場的行為模仿了電子在雙原子分子中的行為方式,因此綽號“引力分子”。
為什麼對標量領域的興趣?對一個人來說,我們不了解暗物質或暗能量的本質暗能量暗物質可以由一個或多個標量場組成),就像電子由電子場組成一樣。
如果暗物質確實是由某種標量場組成的,那麼這個結果意味著暗物質將在二進制黑洞周圍以非常奇怪的狀態存在 - 就像電子在原子中一樣,神秘的暗顆粒必須在非常特定的軌道中存在。但是二進制黑洞不會永遠持續下去。它們發出重力輻射,並最終碰撞並聚集成一個黑洞。這些暗物質標量場會影響此類碰撞期間發出的任何引力波,因為它們會過濾,偏轉和重塑任何通過暗物質密度增加的區域的任何波。這意味著我們可能能夠在現有的重力波檢測器中以足夠的靈敏度檢測到這種暗物質。
簡而言之:我們很快就可以確認引力分子的存在,並通過那個窗戶進入宇宙的隱藏黑暗區域。
最初發表在現場科學上。