當談到宇宙中尚未發現的東西時,天體物理學家可能會引用唐納德·拉姆斯菲爾德的話,即宇宙充滿了已知的未知數。 除了我們熟悉的普通物質和能量外,宇宙還由兩大謎團組成:暗能量和暗物質。 理論天體物理學家在數學上構建了可能的天體,以回答我們對未知事物的理解中的這些差距。 因此,在發表在《經典與量子引力》雜誌上的一項研究中,一群天體物理學家提出了一種稱為“巢狀恆星”的特殊物體,以解決愛因斯坦廣義相對論的盲點。
巢狀恆星類似於引力真空凝聚星,簡稱引力星,它們是 2000 年代初提出的理論物體,具有極薄的物質外層和由暗能量組成的核心。
與引力星類似,巢狀恆星是乙個極端的理論物件,但有所不同。 在他們的工作中,研究人員丹尼爾·詹波爾斯基(Daniel Jampolski)和盧西亞諾·雷佐拉(Luciano Rezzolla)提出,引力恆星可以巢狀 - 因此得名“巢狀恆星” - 並且“可以擴充套件到任意數量的殼”,他們寫道,這產生了乙個天體,為“愛因斯坦方程提供了新的解決方案”。
巢狀的星星就像乙個巢狀的娃娃,“Jampolski在法蘭克福歌德大學的乙份新聞稿中說。 “我們對場方程的解允許存在一整套巢狀的引力恆星。 ”
阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)在乙個世紀前提出了他的方程式。 在隨後的幾十年裡,其他研究人員通過他們的發現證明了他們是正確的。 1916年,他發現了黑洞的存在,1971年,他首次發現了黑洞。 但在黑洞的中心,廣義相對論崩潰了。 在這些天體的核心,時間減慢到停止,因為引力如此之強,以至於連光都無法逃脫,空間被壓縮到無限密度的點。
引力恆星幾乎和黑洞一樣緊湊,表面有類似的引力。 然而,引力恆星沒有事件視界——這意味著外部觀察者可以從它們那裡接收資訊——而且它們的核心沒有奇點。 相反,它們的(理論)核心由暗能量組成,這些暗能量抵消了將物質拉向核心的巨大引力。
在廣義相對論的愛因斯坦場方程中,之前已經找到了精確的解; 事實上,第乙個解決方案是由卡爾·史瓦西(Carl Schwarzschild)在愛因斯坦提出該理論的同一年發現的。 巢狀星形為舊問題提供了新的解決方案......當然,如果它們存在的話。
好訊息是,即使在施瓦茨柴爾德提出他對廣義相對論的愛因斯坦場方程的第乙個解決方案100年後,我們仍然能夠找到新的解決方案,“雷佐拉在同乙份新聞稿中說。 “這有點像在許多人探索過的道路上找到一枚金幣。 ”
不幸的是,我們仍然不知道這種引力恆星是如何形成的,“雷佐拉補充道。 “但即使巢狀恆星不存在,探索這些解決方案的數學性質最終也有助於我們更好地理解黑洞。 ”