当谈到宇宙中尚未发现的东西时,天体物理学家可能会引用唐纳德·拉姆斯菲尔德的话,即宇宙充满了已知的未知数。 除了我们熟悉的普通物质和能量外,宇宙还由两大谜团组成:暗能量和暗物质。 理论天体物理学家在数学上构建了可能的天体,以回答我们对未知事物的理解中的这些差距。 因此,在发表在《经典与量子引力》杂志上的一项研究中,一群天体物理学家提出了一种称为“嵌套恒星”的特殊物体,以解决爱因斯坦广义相对论的盲点。
嵌套恒星类似于引力真空凝聚星,简称引力星,它们是 2000 年代初提出的理论物体,具有极薄的物质外层和由暗能量组成的核心。
与引力星类似,嵌套恒星是一个极端的理论对象,但有所不同。 在他们的工作中,研究人员丹尼尔·詹波尔斯基(Daniel Jampolski)和卢西亚诺·雷佐拉(Luciano Rezzolla)提出,引力恒星可以嵌套 - 因此得名“嵌套恒星” - 并且“可以扩展到任意数量的壳”,他们写道,这产生了一个天体,为“爱因斯坦方程提供了新的解决方案”。
嵌套的星星就像一个嵌套的娃娃,“Jampolski在法兰克福歌德大学的一份新闻稿中说。 “我们对场方程的解允许存在一整套嵌套的引力恒星。 ”
阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在一个世纪前提出了他的方程式。 在随后的几十年里,其他研究人员通过他们的发现证明了他们是正确的。 1916年,他发现了黑洞的存在,1971年,他首次发现了黑洞。 但在黑洞的中心,广义相对论崩溃了。 在这些天体的核心,时间减慢到停止,因为引力如此之强,以至于连光都无法逃脱,空间被压缩到无限密度的点。
引力恒星几乎和黑洞一样紧凑,表面有类似的引力。 然而,引力恒星没有事件视界——这意味着外部观察者可以从它们那里接收信息——而且它们的核心没有奇点。 相反,它们的(理论)核心由暗能量组成,这些暗能量抵消了将物质拉向核心的巨大引力。
在广义相对论的爱因斯坦场方程中,之前已经找到了精确的解; 事实上,第一个解决方案是由卡尔·史瓦西(Carl Schwarzschild)在爱因斯坦提出该理论的同一年发现的。 嵌套星形为旧问题提供了新的解决方案......当然,如果它们存在的话。
好消息是,即使在施瓦茨柴尔德提出他对广义相对论的爱因斯坦场方程的第一个解决方案100年后,我们仍然能够找到新的解决方案,“雷佐拉在同一份新闻稿中说。 “这有点像在许多人探索过的道路上找到一枚金币。 ”
不幸的是,我们仍然不知道这种引力恒星是如何形成的,“雷佐拉补充道。 “但即使嵌套恒星不存在,探索这些解决方案的数学性质最终也有助于我们更好地理解黑洞。 ”