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科技日报记者 刘霞
德国慕尼黑大学和马克斯·普朗克物理研究所的科学家在最新一期《物理评论快报》上发表论文称，他们的最新研究表明，黑洞理论上应该能够拥有漩涡结构。这项研究为观察新型物质，包括微荷暗物质开辟了新的途径，也有助解释宇宙中活动星系核产生的极强磁场。
拥有多个漩涡的黑洞（示意图），彩色表示漩涡方向，黑色代表磁力线。 图片来源：物理学家组织网
黑洞是拥有极强引力的天体，即使光线也无法从中逃逸。2015年，科学家们首次对黑洞进行了直接观测，从那时起进行了无数理论和实验研究，旨在更好地理解这些迷人的宇宙物体。
本研究负责人之一弗洛朗·库内尔说：“最近，研究人员以引力子的玻色—爱因斯坦凝聚体的形式，引入了新的黑洞量子框架。此前，科学家们一直没有在这个框架内彻底研究旋转黑洞，但其实它们可能不仅存在，而且是规则而非例外。”
在最新研究中，库内尔及其同事根据现有物理理论，特别是最近引入的基于玻色—爱因斯坦引力子凝聚体的黑洞量子模型进行了几次计算，在量子水平上研究旋转黑洞，以确定它们是否允许漩涡结构。
库内尔说：“由于科学家们已经在实验室深入研究了旋转的玻色—爱因斯坦凝聚体，我们知道，如果旋转得足够快，它们会允许出现漩涡结构，因此我们在旋转的黑洞模型中寻找这些结构，并确实找到了它们。”
研究表明，具有极端自旋的黑洞可以被描述为拥有涡旋的引力子凝聚体。此外，在存在移动电荷的情况下，黑洞的整体涡流捕获了规范场的磁通量，这将导致可以通过实验观察到的特征辐射，为观察新型物质，包括微荷暗物质开辟了新的途径。
库内尔指出：“此前，黑洞有质量、自旋和电荷3个实体表征，但我们的最新研究表明，还需要添加漩涡这个全新特征。黑洞的漩涡结构可以解释宇宙中活动星系核产生的极强磁场。此外，它们可能是几乎所有已知银河磁场的根源。”
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