黑洞的內部動力學的研究進展可能會挑戰克爾度規等傳統模型
一項新研究揭示，黑洞的內部動力學可能會挑戰克爾度規等傳統模型。由於黑洞內部的能量積累，黑洞的穩定性可能比以前想像的要差，這可能會改變我們對這些宇宙結構的理解。
長期以來，黑洞一直令科學家著迷。 雖然它們是純粹的引力天體，結構也相對簡單，但它們隱藏的奧秘卻打破了我們目前對宇宙的理解。 迄今為止，大多數研究都集中在黑洞的外部特徵和周圍環境上，對黑洞的內部運作基本上一無所知。
在11月1日發表於Physical Review Letters的一項新研究中，來自南丹麥大學、布拉格查爾斯大學、的里雅斯特國際高等研究學院（SISSA）和新西蘭惠靈頓維多利亞大學的一個國際研究小組對黑洞的內部區域進行了研究。 透過研究不同的時空模型，他們發現了一些耐人尋味的證據，顯示我們對黑洞的認識可能並不全面。
該研究的合著者、南丹麥大學CP3-Origins中心博士後研究員勞爾-卡瓦略-魯比奧（Raúl Carballo-Rubio）說，這項研究揭示了”黑洞的內部動力學在很大程度上仍然是未知的，它可以從根本上改變我們對這些天體的理解，即使是從外部的角度來看也是如此。性。
廣義相對論方程式的克爾度規是引力天體物理學中觀測到的旋轉黑洞最精確的表述。 它將黑洞描繪成一個時空大漩渦，其特徵是有兩個地平線：一個是外地平線，沒有任何東西能逃脫它的引力；另一個是內地平線，它包圍著一個環狀奇點，我們所知的時空在這個區域不復存在。 這個模型與觀測結果非常吻合，因為黑洞外部與愛因斯坦理論的偏差受到新物理參數的調節，這些參數控制著核心的大小，而且預計會非常小。
然而，上述国际研究小组最近进行的一项研究强调了有关这些天体内部的一个关键问题：众所周知，静态内视界的特点是能量的无限积累，但这项研究表明，即使是更现实的动态黑洞，在相对较短的时间尺度内也会出现明显的不稳定性。 这种不稳定性是由于能量的积累随着时间的推移呈指数增长，直到达到一个有限但极其巨大的值，能够显著影响黑洞的整体几何形状，从而改变黑洞。
這個動態過程的最終結果尚不清楚，但這項研究表明，黑洞無法穩定在克爾度規中，至少在較長的時間尺度上是如此，儘管偏離克爾度規的速度和幅度仍在研究之中。 正如該研究的作者之一、SISSA 教授斯特凡諾-利伯拉提（Stefano Liberati）所解釋的那樣：”這一結果表明，與先前的假設相反，克爾度規無法準確描述觀測到的黑洞，至少在黑洞存在的典型時間尺度上是如此。
因此，了解這種不穩定性的作用對於完善黑洞內部的理論模型及其與這些天體整體結構的關係至關重要。 從這個意義上說，它可以為理論模型和廣義相對論以外的潛在物理學觀測提供一個缺失的環節。 最終，這些結果為研究黑洞開啟了新的視角，為加深我們對黑洞內部性質和動態行為的理解提供了機會。
編譯自/ ScitechDaily