没想到“回声”可能即将永远改变物理学的发展

宇宙学中,黑洞的一个关键谜团也许可以通过时空中诡异的“回声”来解决,如果探测到黑洞的话,这将开启一个全新的奇异物理学分支。事实上,根据最近发表在《宇宙学和天体粒子物理学杂志》上的一项研究,这些回声可能已经被探测到,尽管这需要更多的观察和研究来确定。而这些信号,假设它们存在,将通过与黑洞的密切相互作用产生,它们可以帮助科学家确认进入黑洞的物质是否真的永远消失了。

没想到“回声”可能即将永远改变物理学的发展

“事件视界望远镜”拍摄的史上首张黑洞照片


宇宙中充满了难以解释的物体和现象,但很少有像黑洞一样被猜测所吞噬,黑洞是时空结构中的一个漏洞。众所周知,黑洞的引力是如此之大,以至于连光都无法逃离它的边界,这一区域被称为视界。但是科学家对黑洞的了解越多,它们作为宇宙死胡同的特征就越复杂。“根据相对论,事件视界是在你无法测试或实验验证的地方被发现的,因为事件视界内的任何东西都无法被发现。”“在那个边界究竟发生了什么,真的是谁都猜得到的。”

近几十年来,量子力学的出现放大了所有这些不确定性。这个领域旨在理解宇宙最小尺度上的相互作用,那里的物理定律与爱因斯坦的广义相对论不一致。

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然而,现在我们已经进入引力波天文学时代,这可能会改变,因为引力波天文学打开了一扇全新的观察黑洞物理的窗口。引力波是由巨大的宇宙事件(如恒星爆炸或大质量物体之间的碰撞)在空间曲率上产生的扰动。

2015年,科学家利用激光干涉重力波观测站首次探测到了一种波。在最初的突破之后的几年里,与它的姊妹天文台处女座一起捕获了几次引力波。这些探测器所揭示的最重要事件之一,是由两颗中子星的碰撞所造成的,这两颗中子星是离地球约1.3亿光年的死星坍塌的核心。

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双中子星合并的射电波观测图象

一个多世纪以来,人们一直在努力处理黑洞所表现出来的超凡脱俗的特性和令人困惑的悖论。在此期间,爱因斯坦、霍金和其他成千上万的科学家提出了我们对这些奇异物体的概念,以及它们对基础物理学的影响。随着令人惊叹的黑洞摄影技术和引力波探测器的出现,整个黑洞物理学领域都进入了一个高速发展的阶段。我们正处在许多新发现的悬崖上,这可能会动摇我们对宇宙的理解。

“黑洞是真实的物体,”科学家强调道,并指出我们现在有一张“直接盯着我们”的照片

当我们继续回头看时,我们会在这些“物体”上看到什么?


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