研究发现黑洞有头发 或挑战爱因斯坦相对论

俄狄浦斯

美国太空网报道，近日科学家称宇宙引力怪兽黑洞可能并非光头。这项研究作为对黑洞传统模型的挑战，提出黑洞可能是“多毛的”，它具有比之前预想的更复杂的特征。黑洞的引力如此强大以至于光也无法逃脱它的拖拽，这使得这个超级密集的天体对外界观察者来说是不可见的，几乎无法与其它黑洞相区别。

“传统的概念认为黑洞是非常简单的天体，可以用三个特征完全定义：它们的质量，它们的角动量（旋转速度有多快）和它们所带的电荷，”里雅斯特国际高级研究所的托马斯·索蒂里欧（Thomas Sotiriou）这样说道。

然而，黑洞所带的电量往往小到可以忽略，所以研究人员一般在描述黑洞时都会忽略这一参数。50年前编造出“黑洞”术语的天文学家约翰·惠勒（John Wheeler）的著名论调便是“黑洞没有头发”，因为它极其简单。现在，“头发”变成物理学家们的通俗用语，用于指代传统三特性模型以外用于描述黑洞的额外特征。


在研究中，索蒂里欧和同事观察了标量-张量引力理论方程式背景下的黑洞。“这些理论与爱因斯坦的广义相对论有所不同，他们从时空的曲率方面描述了引力场，并预测了黑洞的存在。然而，它们还包含了不同类型的场——标量场，后者会参与调节引力相互作用。” 索蒂里欧说道。

研究人员发现，当普通物质包围黑洞时，它们便会长出标量“头发”。“这在标准模型里是不会发生的，” 索蒂里欧说道。至于这些标量“头发”是否会导致黑洞与传统模型里描述的有所差异，目前还不清楚。利用现有的科技是否能够观察到这种效应，现在也仍是未知数，索蒂里欧解释道。

“头发”的存在不仅能够帮助研究人员理解黑洞本身的结构，“多毛的”黑洞的证据或将代表一种范例转移，因为爱因斯坦的理论并不包含标量场。这项研究发表在期刊《物理评论快报》上。