新模型表明黑洞的增長可能與宇宙的膨脹“在宇宙學上耦合”
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：New Atlas報道，圍繞著黑洞有許多謎團，明黑現在一個天文學家小組對其中一個謎團提出了一個新的洞的的膨解決方案—為什么這么多觀察到的黑洞比預期的質量更大？一個新的模型表明，它們的增長脹宇宙學增長可能與宇宙的膨脹“在宇宙學上耦合”。
2015年，宇宙科學家借助激光干涉引力波天文臺（LIGO）首次發現了引力波--時空結構本身的上耦漣漪。這些波是新模型表在災難性事件中產生的，最常見的明黑是黑洞之間的碰撞，天文學家可以從這些波逆向計算出參與合并的洞的的膨兩個天體的質量。然而他們注意到一些奇怪的增長脹宇宙學事情。
最常見的宇宙黑洞類型，也是上耦研究小組預計會在大多數合并中看到的那種，是新模型表恒星級黑洞（stellar black hole）。這些黑洞是明黑由大質量恒星坍縮形成的，預計其質量是洞的的膨太陽的5到30倍左右。但是LIGO團隊檢測到了幾個質量大得多的黑洞--例如，有記錄以來最大規模的碰撞是兩個質量分別為65和85個太陽的黑洞之間的碰撞。
那么，這些黑洞是如何變得如此之大的呢？最常見的解釋是，它們通過吞噬物質而成長，包括灰塵、氣體、恒星或其他黑洞。但是這項新研究的科學家現在提出了一個相當離奇的替代方案--黑洞的質量可能隨著宇宙的擴張而增長，該團隊稱之為“宇宙學耦合”效應。
這聽起來可能有點奇怪，但這個想法并不是完全沒有先例。這種可能性是由愛因斯坦的相對論所暗示的，而光已經是一種宇宙學耦合，因為它隨著宇宙的膨脹而失去能量，為這種膨脹提供了能量。
“我們認為要考慮相反的效果，”該研究的共同作者Duncan Farrah說。“如果黑洞是宇宙耦合的，并且在不需要消耗其他恒星或氣體的情況下獲得能量，LIGO-Virgo會觀察到什么？”
研究小組指出，當黑洞被建模時，它通常是在不膨脹的模擬宇宙中進行的。這是為了簡單起見，但可能會掩蓋宇宙學耦合的任何影響。因此，在新的研究中，研究人員進行了模擬，考慮了這種膨脹。
他們模擬了數以百萬計的恒星，通過它們的誕生、生活和死亡形成黑洞--重要的是，他們將黑洞的質量與模擬宇宙的大小聯系起來。這意味著這些黑洞對隨著時間的推移質量越來越大，因為它們在螺旋式地接近對方，并最終發生碰撞。
也許并不令人驚訝的是，合并后形成的黑洞質量更大，但這似乎也導致了更多的合并發生。可以肯定的是，這些預測似乎與LIGO-Virgo合作的數據相當吻合。
研究人員表示，新模型運行良好，因為它不需要對我們現有的關于恒星如何形成、生存和死亡的理解進行任何修改。但當然，這個問題遠未解決--目前關于黑洞吞噬物質和相互吞噬的想法可能是一個更簡單的解釋。
“黑洞合并的許多方面并不為人所知，例如主要的形成環境和貫穿其生命的復雜物理過程，”該研究的共同作者Michael Zevin說。“雖然我們使用了一個模擬的恒星群，反映了我們目前擁有的數據，但還是有很大的回旋余地。我們可以看到，宇宙學耦合是一個有用的想法，但我們還不能測量這種耦合的強度。”
隨著引力波觀測站變得更加敏感，特別是隨著新的觀測站（如基于空間的LISA）加入搜索，這一想法可以得到檢驗。
該研究發表在《天體物理學雜志快報》上。