2019-04-15 21:24:01
物理学家说引力回波现象将成为新物理学的关键

引力回波可能是由两个黑洞的碰撞引起的,并可能表明这些物体具有全新的物理特性。这一结论是由RUDN物理学家在经过一系列数学计算后得出的。科学家们表示,如果确认回波现象的存在,那么天体物理学家将不得不重新考虑他们对紧凑空间物体的看法。该研究的结果发表在Physical Review D.

根据广义相对论(GR),任何大型物体都会扭曲时空。当将重金属球放置在拉伸的弹性织物上时,观察到类似的效果。球越重,织物中的凹陷就越深。同样,物体的质量越高,它就越会扭曲时空。黑洞是宇宙中最重的物体之一,因此最能扭曲时空。当两个黑洞相撞时,引力波从碰撞位置扩散开来。它们可以与水上的环或声波进行比较,但有一个重要的特点。引力波不会在空间上传播 - 它们本身就是时空的振荡。

来自两个黑洞碰撞的引力波随时间衰减,但在最后阶段,它们可以引起所谓的回波 - 附加波散射。它可以与常规声学回声进行比较。这种引力回声的存在尚未得到证实,对其可能的来源存在不同的看法。一位RUDN物理学家与来自捷克共和国和俄罗斯的同事一起认为,如果引力回波的存在是通过实验证实的,那么这将是新物理学增加到GR的开始。

假设黑洞可能受到相邻大质量物体的影响,例如银河核,吸积盘或物质云。以前,人们认为引力波可能散布在这些物体上并形成回声。该研究的作者提供了一个数学证据,证明这些物体引起的回声非常微弱,或者根本没有。

根据计算,对于引起回声的物质聚集体,其质量应该至少与黑洞本身的质量相当。但是,黑洞周围通常没有这种重物。如果它们被发现,来自这些黑洞的引力波即使在最初的碰撞阶段也会看起来不同。

第二种可能的解释可能是黑洞表面的特定边界条件。为了理解它们,天体物理学家将不得不重新考虑他们对黑洞的看法,而且不能在现有的GR框架内完成。

“我们证明,如果在碰撞的最后阶段之后记录了回声,那将表明在黑洞附近不存在某个大质量物体,而是一组描述紧凑物体表面的新物理定律,”Roman Konoplya说道。 ,该作品的共同作者,以及RUDN的引力与宇宙学训练与科学研究所的研究助理。

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