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            无毛定理被验证了?

            admin 2019-12-22 166人围观 ,发现0个评论

            1.

            当一颗足够大无毛定理被验证了?的恒星在本身引力的效果下坍缩成一个无量小点时,就成为了一个有着超强引力场的黑洞。在黑洞周围的必定间隔内,任何东西都无法逃脱,甚至连光也不能。黑洞具有一个确认的质量,也会以极快的速度像陀螺相同旋转。

            2015年9月14日,人类第一次成功地勘探到了双黑洞并合辐射出的时空的涟漪——引力波,这一事情被称为GW150914。它发生在13亿光年之外,有两个黑洞彼此旋进,终究并组成为了一个更大的黑洞。在开始的几毫秒内,重生的黑洞以歪曲的状况存在。但跟着它的几许形状稳定下来,它开释出了携带着黑洞的质量、自旋、(原则上还有)电荷信息的引力波形。

            依据爱因斯坦广义相对论,这些信息现已足以描绘任何黑洞。任何其他的特征——也便是被闻名物理学家惠勒(John Wheeler)称之为“毛发”,都应该被黑洞吞噬而无法被观测到。这便是黑洞的无毛定理

            可是,要怎么查验无毛定理呢?

            这绝非易事。走运的是,引力波年代的到来不仅为咱们探究世界打开了一扇新的窗口,也为查验无毛定理带来了期望。

            2.

            在双黑洞并合开释出的引力波中,被嵌入了特定的频率,或许说是“腔调”,相似于音乐和弦中的单个音符。

            研讨人员先将接收到的引力波信号中的噪声消除,再对信号进行扩大,然后就调查到了一个在衰减之前敏捷增强的波形。当把这种信号转换成动静时,他们听到了相似“啁啾”的鸣响。信号的峰值对应于啁啾中最嘹亮的部分,这一部分与黑洞磕碰、并组成一个新黑洞的时间有关。

            重生的黑洞宣布了它自己的引力波,但物理学家以为,在开始磕碰宣布的喧闹声中,它的信号动静太过于弱小,因而无法被解读。所以,只要在峰值之后的某个时间才干分辨出这个动静的痕迹,但如此一来,信号就会过于弱小而无法对其进行具体研讨。

            但是,研讨人员找到了一种办法,可以从信号抵达峰值后的瞬间即可提取出黑洞的回响。经过模仿,研讨人员发现这样的信号,尤其是在峰值之后的那部分,包含着“泛音”——一类嘹亮而时间短的动静。假如将泛音归入考量再从头剖析信号,就可以成功地别离出一种动静形式——一种新构成的黑洞所特有的形式。

            ○ 研讨人员初次在新构成黑洞的“铃宕”阶段勘探到了两种腔调。曩昔,研讨人员以无毛定理被验证了?为只要一种腔调可以被勘探到,而额定的腔调,即泛音,由于太过于弱小而无法被勘探到。

            研讨人员将这项技能应用到GW150914事情中的实践数据中,他们专心在紧随啁啾峰值之后的最后几毫秒的信号。在考虑到这个信号中的泛音之后,他们区分出了其中有一个动静是来自这个重生的黑洞。具体来说,他们确认了两种不同的腔调,而且可以丈量每种腔调中的音高和衰减率。

            研讨人员解说说,他们勘探到了一个由多个频率组成的全体引力波信号,这些频率以不同的速率衰减,就像组成动静的不同音高相同。每个频率或许腔调都对应于新黑洞的振荡频率。

            3.

            依据爱因斯坦的广义相对论的猜测,黑洞引力波的腔谐和衰减与质量和自旋有关。也便是说,一个具有必定质量和自旋竹林七贤的黑洞只能发生特定的腔谐和衰减。为了验无毛定理被验证了?证爱因斯坦的理论,研讨小组运用广义相对论方程核算了新构成的黑洞的质量和自旋,得出了他们勘探到的两个腔调的音高和衰减。他们发现,核算的成果与之前其他人对黑洞质量和自旋的丈量成果相符。

            运用这一被称为黑洞光谱学的新技能,研讨人员证明了黑洞的确没有毛发。正如19世纪末对原子光谱的丈量,敞开了恒星天体物理学的年代,而黑洞光谱学的到来,也将为咱们了解黑洞和广义相对论带来全新的视角。

            未来,跟着现有引力波勘探器不断的晋级,以及愈加活络的仪器的面世,研讨人员可以运用这一办法“听到”其他重生黑洞的动静。假如他们可巧听到的腔调与广义相对论的猜测不符,那将是一个令人兴奋的远景。而这正是一些物理学家所等待的,由于考虑到量子效应,爱因斯坦的理论很或许会溃散。

            在弱引力场的情况下,牛顿的引力理论经过了许多的查验。但跟着引力变得越来越极点,比方两个黑洞并合的情况下,牛顿的理论就彻底不适用了。同样地,当咱们终究以越来越高的精确度勘探来自黑洞的信号时,甚至连广义相对论也有一天或许无法经过查验。

            自第一次勘探到引力波现已四年曩昔了,而对引力波和黑洞的不断探究,正一点点地改动咱们对引力、空间和时间的了解。

            参阅来历:

            http://news.mit.edu/2019/ringing-new-black-hole-first-0912

            https://www.caltech.edu/about/news/first-overtones-heard-ringing-black-hole

            https://p无毛定理被验证了?hysics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.123.111102

            https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-09/sf-bh091219.php

            https://www.sciencemag.org/news/2019/09/black-hole-reverberations-suggest-cosmic-beasts-are-bald-cue-balls

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