∮冷雨夜∮ 发表于 2023-8-13 11:59:00

研究称黑洞周围存在暗物质,这意味着什么?

据美国趣味科学网站近日报道,科学家对两颗恒星在环绕黑洞的轨道上放慢速度的过程进行了观察,认为这是由暗物质产生的“阻力”造成的。
科学家可能首次发现了黑洞被大量不可见的暗物质包围的间接证据。如果得到证实,这一发现可能代表着暗物质研究的重大突破。
暗物质约占宇宙中所有物质的85%,但天文学家几乎完全看不到它。这是因为,与构成恒星、行星和我们周围其他一切的物质不同,暗物质不会与光相互作用,也就无法被看到。
幸运的是,暗物质的确会在引力上与其他物质相互作用,这使研究人员能够通过研究暗物质在引力上对普通物质“代理人”的影响来推断暗物质的存在。在这项新研究中,香港教育大学的一个科学家团队将在双星系统中围绕黑洞运行的恒星当作“代理人”。
研究人员观察到,两颗恒星在围绕与它们相伴的两个黑洞运行时,以每年约1毫秒的速度发生轨道衰变、即速度小幅放慢。研究人员断定,速度放慢是黑洞周围的暗物质造成的,这些暗物质在恒星围绕黑洞运行时对这些恒星施加了巨大的摩擦力和阻力。
研究人员利用计算机模拟了黑洞系统,他们采用了在宇宙学中广泛使用的“暗物质动力摩擦模型”,该模型可以预测在引力上与暗物质发生相互作用的天体的具体动量损失。模拟结果显示,观测到的轨道衰变速度与摩擦模型的预测结果相符。理论上,缺乏暗物质的双星系统每年的轨道衰变速度估计约为0.02毫秒,而观测到的轨道衰变速度是这一数字的50倍左右。
研究团队负责人、香港教育大学科学与环境学系副教授陈文豪说:“这是有史以来首次有研究利用‘动力摩擦模型’来论证和证实黑洞周围存在暗物质。”
不久前发表在美国《天体物理学杂志通讯》上的这项研究结果有助于证实宇宙学中一个长期存在的理论,即黑洞能够吞噬足够接近它的暗物质。这导致黑洞周围的暗物质重新分布,在黑洞附近形成一个密度陡增区域,进而微妙地影响周围天体的轨道。
陈文豪解释说,以前研究黑洞周围暗物质的尝试都依靠以伽马射线形式存在的高能光的发射或太空中被称为引力波的涟漪。高能光的发射是黑洞相互碰撞、进而合并的结果。而黑洞合并是宇宙中的罕见事件,天文学家可能要等很长时间才能获得足够的数据。
这项研究为科学家提供了一种研究分布在黑洞周围的暗物质的新方法,这可能有助于他们在搜寻时变得更加主动。香港教育大学团队打算在未来搜寻类似的黑洞双星系统以供研究。
陈文豪说:“这项研究为未来的暗物质研究提供了重要的新方向。仅银河系就有至少18个类似于我们研究对象的双星系统。这些系统可以提供丰富的信息,帮助解开暗物质之谜。”(参考消息)

超级赛亚人 发表于 2023-8-13 11:59:20

如果物理学还有乌云,除量子力学和相对论之外,黑洞和暗物质、暗能量等也算。方程、公式、矩阵、等等等等都不能掩盖一个事实,就是“黑”和“暗”。可见光的频率范围很窄,现实世界都几乎看不清。黑洞是“黑”的,不能“看”,只能“猜”。黑洞边上又加个暗物质,越发的“黑”,存在的理由似乎很充分,物理学怎么验证?相对论和量子力学已经是乌云下的产物,争论了几百年,还在争论。暗物质暗能量就是二级“黑了”,黑上加黑,越描越黑。思考刚刚有了点眉目,给自己找到一点理由,现在题目有增加了,烧脑。如果以太存在,黑洞就是以太的临时聚集。以太又是物质退化后的下一级物质粒子。这些概念已经是“另类”,起码《知乎》已不相容,“争议观点”,“无信息来源”,因而“推荐受阻”。现在加上暗物质,更难说清楚。再猜,给暗物质再找个影子,何以服众。所谓暗物质暗能量,现有说法是,是大爆炸的余辉,目前只剩下华氏3°左右,这也是猜的,科学并没有确认。行星轨道在受其影响是个充足的理由,说明附近有大的质量,确定是暗物质则不是充分的理由。空间由以太粒子组成,不可无限压缩,推动物质宇宙不断膨胀。如果影响星系速度,黑洞足够了。整个星系退化成的黑洞,聚集起来已经是巨大的影响,干扰一个恒星的运行,引力足矣。许多年了,暗物质应该已经均布,黑洞已经是聚集,尽管是临时的,暗物质又因什么原因由均匀变聚集?和黑洞又怎么分辨?“争议”加上“争议”,被“枪毙”理由更充分了。如果不幸猜中,暗物质也是以太,均布与宇宙,背景辐射温度就是以太仍然具有的温度,黑洞加暗物质影响恒星运行就难以言说,需要先给黑洞找个身份。真是难上加难啊!科学的视力要赶快深邃起来,看清楚这一切。不然,脑袋要烧炸了。专业人员就是高明,可以引经据典,可以应用方程矩阵,说服力就是不一样,佩服!

putiansihzong 发表于 2023-8-13 12:00:13

论文链接:
Indirect Evidence for Dark Matter Density Spikes around Stellar-mass Black Holes以后提问记得把论文链接放上来,找了好半天才找到。
大体意思就是说,之前观测到有两个黑洞-恒星系统中恒星的轨道衰减速度比理论预期要快很多,一直没法理解这件事。他们这篇论文认为可能是黑洞附近吸积了很多暗物质,然后恒星在黑洞周围转的时候受到了暗物质的摩擦,所以轨道衰减才那么快。
论文假设暗物质在黑洞周围有如下的分布:


然后通过轨道衰减速率的观测值限制了这个分布中的参数 https://www.zhihu.com/equation?tex=%5Cgamma . 他们发现,如果 https://www.zhihu.com/equation?tex=%5Cgamma%3D1.7%5Csim1.8 ,那么就可以成功解释观测到的轨道衰减速率,如下图所示。


这个解释挺合理的。理论上黑洞周围确实可以吸积暗物质,暗物质也的确可以对伴星造成摩擦。不过这只是一种解释,没有其他证据表明那些恒星的轨道衰减一定是由这个原因造成的。
将来空间引力波探测(太极、天琴、LISA)开展之后可以进一步检验黑洞周围有没有吸积暗物质。因为如果一个大质量黑洞周围吸积了很多暗物质的话,那么一个小质量的致密天体绕着它转就会被暗物质摩擦,从而对产生引力波的波形造成影响。这种引力波的频率比较低,只有空间引力波探测实验才能捕捉到。不过目前这方面的实验仍在规划当中,可能最快也要10年之后才能开始运行。

初吻献给了奶头 发表于 2023-8-13 12:00:20

没有任何数据,难道要在猜想上面继续猜想?

sewell 发表于 2023-8-13 12:00:37

这个还需要研究吗?宇宙空间本来就是有暗物质组成的。

zyhzsz 发表于 2023-8-13 12:01:12

不宜迷信西方的“吸引力+大爆炸+黑洞”这样的拍脑袋的自然基础科学的说辞,他们是玩不转,才不断说新名词,他们的拍脑袋说辞永恒与宇宙的永恒自洽运动歧义,且永恒歧义于天体之间互为悬浮连续螺旋周而复始连续螺旋永恒运动的客观事实。
我们要有所作为,不宜迷信,更不宜深陷其中,否则,难改嫁衣命运。
宇宙的宇宙是非绝对的绝对的流恒变能量运动全程的能量运动系统。
宇宙的宇宙是在流恒变能量运动的流恒变Q15力态中永恒自洽运动,宇宙的任意核心之间的进入流逃离流在流恒变能量运动全程中互推互压连续螺旋周而复始的连续螺旋永恒自洽运动。
流恒变宇宙观详见于作者在知乎上的相关回答和微博上的《简单的物质世界》。
流恒变宇宙观是作者独有理论,未经证实,不要引用,仅供交流。
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