引力波可以逃出黑洞嗎?

2020-11-24 每日科技網

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  愛因斯坦在1916年6月,就在廣義相對論的基礎上預言了引力波。所以,引力波和郭英森先生沒有任何關係。引力波是一種對引力傳遞方式的簡潔的描述。任何物體都會產生振動,比如水面,水面發生振動,就會以一圈一圈波的形式向外界擴展,把能量信息傳遞出去。這就是水波。水波是可以傳遞信息出去的。而引力波,就是「傳遞引力的波」。施鬱教授做了定義:引力源質量分布的改變,導致它對其他物體引力的改變,這種改變以光速傳播開來,就是引力波。這裡,有兩個要說明。第一個,引力波是可以傳遞信息出去的,所以可以影響到別的物體。第二個,引力波傳遞信息的速度為光速。

  在牛頓時代,提出了物體之間萬有引力瞬間作用的構想。比如,太陽和地球之間的距離是8光分,如果假設,有太陽突然消失了(當然這是違反自然規律的,不可能的),按照牛頓的想法,太陽的消失,立即會由於萬有引力的消失,瞬間讓地球上的人類感觸到。牛頓認為,萬有引力的作用是瞬時的,在宇宙中是瞬間到達的。加拿大一個民科寫了一部《反思我們的科學遺產》,也引用了牛頓的關於萬有引力作用速度的悖論,作為他證明萬有引力不存在的證據。

  不過,隨著雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)的工作貢獻,引力波被成功觀測到,已經推翻了牛頓的關於萬有引力傳遞速度的假設。愛因斯坦預言的引力波,被證實了。為探測引力波做出傑出貢獻的三個科學家,為此榮獲2017年諾貝爾物理學獎。

  引力波,理論上由引力子承載信息,但我們暫時還沒有發現。黑洞是一類特殊的天體,它在視界以內是完全自我封閉起來的。除了沒有證實的「霍金輻射」現象,黑洞禁止向外界傳遞任何信息。這是因為,按照相對論,任何信息的傳遞速度,不能超過光速。而黑洞的巨大的萬有引力讓空間極度扭曲,把所有的信息都禁錮起來,即使是光都不能離開,所以任何信息都不可能從黑洞內部逃離,也包括引力波的信息傳遞。

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  • 為什麼引力波能逃出黑洞?
    前些日子引力波的話題引起了人們的熱議,今天我們也來談一談。引力波這個概念是愛因斯坦提出來的,他預言大質量的物體運動會引起時空的振蕩,他稱它為引力波。由於難於觀測,目前只有中子星、黑洞級別的天體併合產生的引力波才能被人類捕捉到。
  • 專家:引力波就此可以確切地確認黑洞的存在
    [摘要]LVC又觀測到了一對雙黑洞系統。這兩次觀測GW151226和GW150914一起顯示了宇宙中雙黑洞族群,引力波就此可以確切地確認黑洞的存在並打開了認知神秘宇宙的大門。引力波天文學的時代真正地開始了!
  • 當黑洞落入蟲洞會發生什麼?科學家:或將會出現一種神秘引力波
    而黑洞的神秘令無數人為之傾倒,它的密度無限大,體積無限小,引力大到連光都無法逃出。因此,若要評價宇宙中最神奇的現象或事物,黑洞首當其衝。據最新研究推測,如果蟲洞真的存在,它是可以吞噬黑洞的。不要懷疑,你沒有看錯,無所不吞的黑洞也是可能被其它物體吞併的。有天文學家認為,他們可以使用一種叫做引力波的時空波動來探測黑洞落入蟲洞的情況,如果蟲洞確實存在,可能曾經就發生過蟲洞吞噬黑洞的事件。
  • 引力波碰撞「生」黑洞
    球面波和平面波引力波是大質量物體(如黑洞、白矮星等)運動、碰撞時產生的時空漣漪。大多數引力波都是球面波,就是說,當它們向外傳播的時候,就像球膨脹起來一樣,以一個點為中心,向四面八方均勻地傳播。但是,如果這兩列引力波足夠強,事情就完全不同了:它們在相遇疊加的時候,如果疊加後的振幅大到一定程度,某個地方的時空彎曲得過於厲害,就會自動蜷縮起來,坍塌成一個黑洞。黑洞形成後,將把波中85%的能量吞噬掉,剩下的15%中,一小部分能量在外圍繞著黑洞旋轉,其餘能量則向外傳播。
  • 科學家可以比以前更好地捕獲引力波,引力波揭示了數十個黑洞崩潰
    現在,科學家可以比以前更好地捕獲引力波。儘管物理學家僅在2015年觀察到了這些宇宙「 chi」中的第一個,但探測器的後續改進為科學研究提供了越來越多的此類信號。一張圖顯示了LIGO和處女座引力波探測器觀測到的黑洞和中子星的合併。
  • 黑洞引力波到達地球,會發生什麼?
    13億年前,兩個巨大的黑洞以每秒250圈的速度相互環繞,在劇烈的宇宙波動爆炸中相撞,向整個宇宙發出能量波。緊接著,一個新的超大質量黑洞形成了,比我們的太陽大60多倍。2015年9月,來自這個古老宇宙事件的引力波最終襲擊了地球。
  • 我們或許可以驗證黑洞的霍金輻射現象了
    當中子星合併時,引力波在整個宇宙中蕩漾開來。現在,引力波的迴響可以證實一個數十年前關於黑洞的假說。 研究引力波數據的天文學家認為,他們已經發現了回聲的證據——只有在存在霍金輻射產生的「量子模糊」的情況下才會發生回聲。
  • 人類首次直接探到引力波:黑洞碰撞引發-人類,引力波,黑洞,探測...
    原來,在兩個黑洞相互接近繞轉的過程中,根據廣義相對論的數學物理推導,這是一個隨時間變化的四極矩,因此會不斷朝外輻射引力波,而引力波的輻射會把兩個黑洞之間的引力勢能降低,所以兩個黑洞的距離會變小。併合後的黑洞角動量有多大對上述技術性難題中的黑洞角動量問題,國家天文臺研究員苟利軍告訴《賽先生》:「一般黑洞是旋轉的,我們稱之為克爾黑洞。克爾黑洞的角動量可以通過圍繞其公轉的粒子的最內穩定軌道來推定,最內穩定軌道的半徑與克爾黑洞的角動量之間存在一條巴丁對應曲線(註:這位巴丁的父親是超導BCS理論中的B,其父親得過兩次諾貝爾獎)。
  • 【科學講座】陸由俊:黑洞與引力波
    雖然我們看不見黑洞發出的光,但是黑洞附近氣體在吸積入黑洞的過程中溫度不斷升高,發射大量X射線輻射,那麼我們就可以「看見」黑洞。同時,我們也可以通過伴星運動測量X射線星的質量,當它大於3倍太陽質量時,我們也可以確定就是發現了黑洞。
  • 引力波可以幫助我們揭露黑洞、暗物質和粒子理論中的奧秘
    「這種扭曲像湖面上的水波一樣傳播」,義大利羅馬大學的理論物理學家,保羅·帕尼教授解釋道,「這就是引力波」。所有有質量的物體都會在時空結構中產生它們自己的微小的凹陷,即產生所謂的引力。但是,只有最重的天體參與的激變事件,比如黑洞和中子星,才可以產生足夠大到在地球上可以探測到的引力波。
  • 物理學家張冰:引力波探測意義非凡,但引力波通訊仍遙不可及
    引力波的強度決定於併合時兩天體的距離與天體質量相對應的黑洞尺度的比值。緻密天體的併合可以彼此非常靠近,因此是強引力源。雙黑洞併合是最強引力波源,其次是黑洞-中子星併合或雙中子星併合。」 引力波對於多信使天文學具有重要意義 關於這一問題,張冰教授舉了一個生動的例子來解釋:比如說我們過年了放煙花爆竹,我們可以看美麗的煙花,聽到爆炸的聲音,還可以聞到煙花的氣味,這樣才能全面感受節日氣氛。電磁、引力波和中微子也可以理解成不同感官,就像視覺、聽覺和味覺。但這是一個不恰當的比喻。
  • 什麼是引力波,宇宙中引力波隨處可見嗎,探測引力波動的意義
    2016年探測到了引力波,只能說是運氣特別好,有兩個質量超級大的黑洞發生了碰撞,或者是兩個合併了,黑洞是一個星體和我們的地球差不多,但黑洞的質量非常大,是太陽的幾十上百倍,但體積和地球差不多!當這樣的兩個星體發生碰撞時,產生了巨大的引力波,就和我們往池塘裡,扔了一顆石子,產生了水波原理差不多。
  • 探索黑洞秘密!科學家:空中的漣漪檢測黑洞「頭髮」真可以嗎?
    探索黑洞秘密!科學家:空中的漣漪檢測黑洞「頭髮」 真可以嗎?不管是墜入星空,氣體和塵埃雲,還是最壞的敵人,黑洞都可以用三個且只有三個簡單的數字來描述:電荷,質量和旋轉。這意味著,如果您有兩個大小完全相同,電荷完全相同並且以完全相同的速率旋轉的黑洞,您將無法分辨它們。這令人懷疑的原因是,落入這兩個黑洞的所有多汁信息必須發生某些事情。它被摧毀了嗎?迷失在事件視野之外?卡在宇宙中某些難以接近的地方嗎?
  • 科普中國詳解引力波:兩個黑洞的「火拼」
    對於雙黑洞系統,他們幾乎不會產生能夠為傳統方式所觀測到的光子。所以,即使它們存在,僅憑藉傳統的觀測方式,我們也無法發現他們。況且,很多的人都懷疑它的存在。但是,在雙黑洞繞轉,尤其是合併之時,會產生很強的引力波。只要引力波探測器足夠靈敏,我們就可以發現它們的蹤影。面對大家的懷疑,LIGO的發現用事實證明了它的存在。而此次發現引力波的天文臺的創建人之一就是基普索恩——索恩教授又一次贏了!
  • 最新研究發現黑洞與蟲洞的碰撞也會產生豐富的引力波
    人們可以按圖索驥搜尋蟲洞進而開展時空旅行嗎?「反啾啾聲」:黑洞穿過蟲洞的引力波特徵蟲洞和黑洞都是愛因斯坦廣義相對論預言的特殊時空結構。天文學家普遍認為,黑洞是恆星坍縮的產物。研究者據此推測,未來人們可以根據這種特殊的引力波信號來搜尋宇宙中可能存在的蟲洞。「雙黑洞碰撞的引力波特徵是『啾啾聲』。」中國科學院院士、中國科學院理論物理研究所所長蔡榮根解釋道,當兩個黑洞越來越近的時候,引力波的振幅會越來越大,頻率會越來越高,發出的聲音被形象地稱作「啾啾聲」。那麼「反啾啾聲」又是什麼呢?理解這種特殊的信號,首先需要了解黑洞落入蟲洞會發生什麼。
  • 為何天文學家不曾找到小型黑洞?人類正在用引力波探測它們
    黑洞其實不是洞,它也是一個天體,只不過黑洞的引力極強,任何東西都無法逃出它的引力範圍,所以它既然不會釋放任何東西,我們就用「黑」來形容它,因為黑不是一種顏色,而是能將所有光吸收的特性。2015年首次測到引力波時,還炒火了一個「引力波哥」(雖然實際上這個預言是愛因斯坦提出來的,和他半毛錢關係也沒有)。沒錯,引力波就是用它探測到的,現在這臺機器又做了升級,精度再次提高,我們可以用它來尋找天空中那些看不見的小小黑洞。
  • 每200秒就有一對黑洞合併,引力波觀測可以更遠80億光年!
    先進的LIGO和室女座引力波探測器記錄了35顆合併黑洞和中子星的數據。這是一個很棒的結果,但是這期間錯過了什麼呢?根據澳大利亞莫納什大學引力波發現ARC卓越中心羅裡·史密斯博士所說:很可能還有200萬次來自合併黑洞的引力波事件,平均每200秒有一對合併黑洞,每15秒就有一對合併的中子星,然而科學家並沒有發現這些事件,觀測到的還只是冰山一角。
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  • 前所未見的新黑洞!引力波天文學又創奇蹟
    2019年5月21日,雷射幹涉儀引力波天文臺(LIGO)和室女座引力波天文臺(Virgo)同時探測到一個令人震驚的引力波信號,它不僅是迄今為止規模最大的引力波,也刷新了引力波最遠距離的記錄。更重要的是,該信號向我們透露了一類前所未見的黑洞!
  • 引力波探測器發現迄今為止最大黑洞
    他們發現兩個巨大的黑洞相互碰撞形成了另一個質量是太陽142倍的黑洞,這是迄今為止人類用引力波探測到的最大黑洞。我們有直接的證據證明黑洞可能是太陽質量的幾十倍,在恆星死亡時形成,而超大質量黑洞的質量至少是太陽的100萬倍,位於星系中心。