布赫达尔星:一种没有事件视界的黑洞,可是它们真的存在吗?
来自星星的小胖子
2023-10-12 17:45:25
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原标题:布赫达尔星:一种没有事件视界的黑洞,可是它们真的存在吗?

在太空中,有一种神秘的物体让科学家们感到困惑。它的外观、行为和特征都和黑洞很像。但它有一个关键的区别:它没有事件视界,这是黑洞的无法逃脱的边界。这意味着如果你有足够的力量,你可以从它的引力中逃脱出来。

这种物体被称为布赫达尔星,它是宇宙中可以存在的最密集的物体,而不会成为黑洞本身。

但是,这种物体从来没有被人们直接观察到过,这让人们怀疑它是否真的存在。现在,一位物理学家可能已经发现了布赫达尔星的新特性,可以帮助回答这个问题。我们都知道黑洞是什么。我们可以看到它们对周围物质的影响,比如它们释放出的引力波和它们形成的黑色阴影。我们也知道黑洞是怎么形成的:它们是大质量恒星死亡后剩下的核心,由于没有任何力量能够抵抗恒星自身的重量,所以它们不断地压缩自己,直到变成一个无限小、无限密集的点。

然而,我们不太清楚,在变成黑洞之前,一个物体能够压缩到多小。我们知道白矮星,它是一种将太阳质量压缩到地球大小的物体,我们知道中子星,它是一种将太阳质量压缩到城市大小的物体。但我们不知道是否有更小、更密集的物体可以避免变成黑洞。布赫达尔极限 1959年,德裔澳大利亚物理学家汉斯·阿道夫·布赫达尔(Hans Adolf Buchdahl)研究了一种理想化的“恒星”——一个完美的球形物质团——在尽可能压缩时会发生什么。随着这个球变得越来越小,它的密度增加,使其自身的引力更加强烈。利用爱因斯坦广义相对论的方程,布赫达尔发现了这个球大小的绝对下限。

这个特殊半径等于球质量乘以牛顿引力常数再乘以9/4,然后除以光速的平方。

布赫达尔极限很重要,因为它定义了仍然可以避免成为黑洞的最密集物体。如果一个物质团比这个极限还要小,那么它就必然会变成黑洞,在相对论意义上没有任何逃生机会。

生活在边缘 寻找恰好达到这个极限边缘的奇异物体——所谓的布赫达尔星——已经成为理论家和观测学家的流行消遣。现在,印度浦那大学间天文学和天体物理学中心的物理学家纳雷什·达迪奇(Naresh Dadhich)可能发现了布赫达尔星所拥有的令人惊讶的特性。Dadhich在11月<>日提交给预印本服务器 arXiv.org 的新论文中讨论了这一属性。

Dadhich称布赫达尔星为“黑洞模拟物”,因为它们的可观测特性几乎相同,他研究了当一颗假设的恒星开始坍缩成布赫达尔星时的能量会发生什么。

“当恒星坍缩时,它会释放出引力势能,这是负的,因为引力是有吸引力的,”Dadhich解释说。与此同时,恒星的内部获得了动能,因为所有的粒子都被迫以较小的体积相互撞击。

当恒星达到布赫达尔极限时,达迪奇发现了一个令人惊讶但又熟悉的关系:总动能等于势能的一半。

这种关系被称为维里定理,它适用于天文学中引力与其他力平衡的许多情况。这意味着布赫达尔恒星理论上可以作为一个稳定的物体存在,具有已知的、众所周知的特性。

这一发现表明,理论上的布赫达尔恒星可能真的在那里,并可能导致对黑洞内部运作的见解。

“一直有人试图定义尽可能接近黑洞的物体,”Dadhich在给Live Science的电子邮件中说。“黑洞的事件视界阻挡了我们对黑洞内部的观察。但是我们可以与布赫达尔恒星互动并研究它是由什么组成的,这可能会为我们提供黑洞内部的线索。

找到布赫达尔星是另一回事。迄今为止,还没有已知的物质排列可以产生布赫达尔星。但Dadhich的工作指出了一条理解它们如何运作的道路。需要进一步的研究来发现这些奇异的物体可能还具有哪些其他特性,以及它们可能会告诉我们关于黑洞的信息。

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