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如果兩種引力波在地球上相遇,威力有多大?科學家:可能撕毀地球

科學家通常是一群相當有趣的人,他們的思維也經常超出常人的大腦,他們經常思考關於宇宙如何在眨眼之間塌陷並摧毀人類生存的問題。以來自普林斯頓大學的物理學家弗朗斯普里托斯和來自加拿大圓周理論物理研究所的威廉東為例,他們突然想出了一個新主意,我們將會在黑洞中被扼殺。這個想法好超前!

為了清楚起見,我們可以將科學家這個想法歸入「可能非常不可能」類別的末日場景畫面中。因此不要被這項研究嚇著,他們僅僅是一項有趣嚴謹的科學探討。儘管如此,如果他們的計算是可靠的,兩種足夠大的引力波之間的碰撞就會產生一種特殊的黑洞。

如果那個黑洞就誕生在我們地球的後院,對於地球來說這是非常糟糕的一天。引力波是對現實結構的擠壓和拉伸。這可能是由大量物體對時空的強烈牽引造成的,比如中子星或黑洞在災難性的能量釋放發生碰撞之前,會在軌道上旋轉。在這種情況下,引力波像氣泡或波紋一樣延展,如同生長的球體。一旦波紋的曲率變得足夠大,它也可以看起來相當平坦,就像平行線的波浪一樣。

根據愛因斯坦的真空場理論,在光速下運動的粒子在理論上也可以產生這些「平面波陣面」——平行引力波。物理學家們非常想知道,如果其中兩個平行引力波發生碰撞會發生什麼。他們達成的共識是引力波將以一種奇點形成的方式聚焦時空,這是我們在黑洞的核心所期望見到的奇點。

這聽起來並不一定那麼糟糕。奇點是物理學的簡單領域,通常的規則因為某種不太確定的尺度而無法維持,就像無限的空間曲率一樣。他們並不總是黑洞的厄運。正常情況下,任何這樣的引力波合併都不會發生問題,奇點會迅速消散。

儘管如此,總有一些科學家,包括上文提到的兩名科學家,很想知道是否還會存在一種結果。兩位科學家提出了一種場景,即彎曲的引力波與平面引力波相遇,由此產生的碰撞的時間會如何影響奇點的演化。

他們認為,只要有足夠的能量,時空就可以包圍奇點,把它隱藏在恆星的吞噬者黑洞里,黑洞將會吸收大部分波的能量。好消息是我們所知道的任何東西都無法提供足夠的能量,特別是在我們的空間角落。即使是最近探測到的引力波從黑洞的撞擊中噴涌而出,也只是在到達地球的時候,在質子的尺度上扭曲了空間。

對於在引力波相遇時形成的黑洞來說,這些波的能量必須更大。葡萄牙里斯本大學的天體物理學家Vitor Cardoso 解釋說: 「你不會希望在附近遇到這樣的事情,如果真的發生,它會將地球拉伸數千公里,一切都將被摧毀。當我們明白了是怎麼回事,我們已經快死了。」

這意味著地球會被引力波所毀滅,這些引力波會產生黑洞,黑洞如果有機會,地球上的一切將不會存在。現在進行的這項研究對涉及時空和物質分布的宇宙理論具有重要的影響。該項已經提交給評審網站arXiv.org ,等待物理學界鑒別和獨立驗證的同時,我們都可以閱讀它並思考我們的命運。

2010年物理學家弗朗斯普里托斯曾經演示了了足夠高能量的粒子之間的碰撞如何產生平面引力波,這有可能產生黑洞。而人類物理學家也一直致力於製造黑洞進行研究,由歐洲核子研究中心(CERN)在一個將近27公里長的圓形隧道中建造的大型強子對撞機(LHC),被人們稱之為世界最大的「黑洞工廠」。科學家理論上一秒鐘就可以生產出一個黑洞來。

雖然有人恐慌,說人造黑洞會威脅地球上的生物,然而美國加州大學物理學教授史蒂夫·吉汀斯明確表態,人造黑洞毀滅地球僅僅是科幻小說和電影里的場景,真正的粒子碰撞製造出的黑洞不可能吞噬地球。所以普通百姓也許沒有什麼可以擔心的,科學家的視野中已經是整個宇宙。

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