愛因斯坦的廣義相對論,根據引力波的提升可能是錯誤的
今年二月,天文學家有了一個巨大的發現。在愛因斯坦首次預測他們近100年後,從兩個黑洞的合併輻射出的時空漣漪中,研究人員檢測到引力波。
但一個意想不到的發現,提供了第一個令人信服的證據,證明愛因斯坦的理論在黑洞的事件視界上可能有錯。
自2月以來,激光干涉儀引力波觀測台(LIGO)已觀測到3個引力波事件。研究人員已經對這些數據進行了研究,聲稱他們發現了在波浪中的「回波」的證據,這些回波違背了愛因斯坦對黑洞的預測。
到目前為止,證據還沒有達到關鍵的5-sigma誤差容限,這是物理學的黃金標準,這意味著有350萬分之一的幾率是巧合。但是如果進一步的研究表明這些「回聲」真的存在,這將是物理學一個重要的日子,可能預示著新物理學的誕生。
「LIGO的檢測提供了一個激動人心的機會來研究一個新的物理機制。」加利福尼亞大學聖巴巴拉分校黑洞研究員Steve Giddings說。
如果回波消失,廣義相對論只是經受了又一次考驗。幾十年來,物理學家一直在試圖在理論上找出漏洞,試圖找到讓它可以更加兼容量子力學的方法。但到目前為止,愛因斯坦的原始版本擁有令人難以置信的良好。
這些「引力波」是什麼,他們與廣義相對論有什麼關係?
這一切都歸結為黑洞信息悖論。
根據愛因斯坦的廣義相對論,任何穿越黑洞的物質都會消失,不會留下任何痕迹。傳統的思維是,即便是光也不能逃脫一個黑洞。
最近,雖然,研究人員質疑這個想法。因為根據量子力學,被黑洞吞噬的物質實際上會在外面留下痕迹。
因此,一個事件視界怎麼能同時滿足廣義相對論(摧毀通過其邊界的一切)和量子力學(留下一些痕迹)?這是物理學中最大的問題之一,而科學家仍然沒有答案。
一個解釋是防火牆假說,這是在2012年提出的,這種假說認為認為有一個高能粒子環繞在一個黑洞的事件視界,燃燒任何通過的物質。
而物理學家斯蒂芬霍金有一個不同的想法,黑洞被柔軟的「髮絲」包圍著。「髮絲」是低能量量子激發,存儲被黑洞吸引的一切。
不管你認為哪個假設是最有說服力的,總體的信息是相同的:黑洞可能比我們想像的「蓬鬆」,而不是由廣義相對論預測的清潔事件視界。
現在有了最新的數據,一個國際研究人員團隊提出了一種測量黑洞周圍事件的方法。該預測是,如果黑洞的邊緣確實不符合廣義相對性並且是模糊的,則在初始引力波脈衝之後應當釋放一系列回波。
根據團隊的計算,這些回波將被LIGO在初始引力波爆發後0.1、0.2和0.3秒檢測到,這正是數據顯示的。不僅是在2月第一次觀察到引力波爆破後,而是自那時以來所有三次事件。
主導這項研究的Niayesh Afshordi說「好事情是,改進後的新LIGO將具有更好的數據靈敏度,所以我們應該能夠在未來兩年內確認或排除它。」
即使回波可以被確認,他們仍然無法提供任何關於黑洞模糊邊界的可能性,所以在解決信息悖論之前我們還有很長的路要走。
?
※你相信眼睛看到的物體嗎?那有可能都是幻象!
※3個怪異的科學之謎,科學家至今一個都沒有破解
※你了解光嗎?關於光,你可能不知道的4件事情
※人類未來會進化成什麼樣,看完瞬間感覺維持現狀挺好的!
※這些證據能支持宇宙是被人造出來的嗎?我們都活在虛幻裡面嗎?
TAG:小知識庫 |