黑洞理論上擁有漩渦結(jié)構(gòu) 有助解釋活動(dòng)星系核產(chǎn)生的極強(qiáng)磁場(chǎng)

德國(guó)慕尼黑大學(xué)和馬克斯·普朗克物理研究所的科學(xué)家在最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表論文稱，他們的最新研究表明，黑洞理論上應(yīng)該能夠擁有漩渦結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)研究為觀察新型物質(zhì)，包括微荷暗物質(zhì)開辟了新的途徑，也有助解釋宇宙中活動(dòng)星系核產(chǎn)生的極強(qiáng)磁場(chǎng)。

黑洞是擁有極強(qiáng)引力的天體，即使光線也無(wú)法從中逃逸。2015年，科學(xué)家們首次對(duì)黑洞進(jìn)行了直接觀測(cè)，從那時(shí)起進(jìn)行了無(wú)數(shù)理論和實(shí)驗(yàn)研究，旨在更好地理解這些迷人的宇宙物體。

本研究負(fù)責(zé)人之一弗洛朗·庫(kù)內(nèi)爾說：“最近，研究人員以引力子的玻色—愛因斯坦凝聚體的形式，引入了新的黑洞量子框架。此前，科學(xué)家們一直沒有在這個(gè)框架內(nèi)徹底研究旋轉(zhuǎn)黑洞，但其實(shí)它們可能不僅存在，而且是規(guī)則而非例外。”

在最新研究中，庫(kù)內(nèi)爾及其同事根據(jù)現(xiàn)有物理理論，特別是最近引入的基于玻色—愛因斯坦引力子凝聚體的黑洞量子模型進(jìn)行了幾次計(jì)算，在量子水平上研究旋轉(zhuǎn)黑洞，以確定它們是否允許漩渦結(jié)構(gòu)。

庫(kù)內(nèi)爾說：“由于科學(xué)家們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室深入研究了旋轉(zhuǎn)的玻色—愛因斯坦凝聚體，我們知道，如果旋轉(zhuǎn)得足夠快，它們會(huì)允許出現(xiàn)漩渦結(jié)構(gòu)，因此我們?cè)谛D(zhuǎn)的黑洞模型中尋找這些結(jié)構(gòu)，并確實(shí)找到了它們。”

研究表明，具有極端自旋的黑洞可以被描述為擁有渦旋的引力子凝聚體。此外，在存在移動(dòng)電荷的情況下，黑洞的整體渦流捕獲了規(guī)范場(chǎng)的磁通量，這將導(dǎo)致可以通過實(shí)驗(yàn)觀察到的特征輻射，為觀察新型物質(zhì)，包括微荷暗物質(zhì)開辟了新的途徑。

庫(kù)內(nèi)爾指出：“此前，黑洞有質(zhì)量、自旋和電荷3個(gè)實(shí)體表征，但我們的最新研究表明，還需要添加漩渦這個(gè)全新特征。黑洞的漩渦結(jié)構(gòu)可以解釋宇宙中活動(dòng)星系核產(chǎn)生的極強(qiáng)磁場(chǎng)。此外，它們可能是幾乎所有已知銀河磁場(chǎng)的根源。”(劉霞)