相對論的一般理論由阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)於一個多世紀前發布,以完善艾薩克·牛頓的萬有引力定律。該模型提供了對重力的統一描述,將其描述為時空或時空的幾何屬性,目前仍被科學家用作現代物理學中對重力的描述。愛因斯坦的理論具有重要的天體物理學意義,因為它暗示了黑洞的存在。黑洞是指空間和時間扭曲的空間區域,即使沒有光也無法逃脫。
然而,布萊恩·考克斯(Brian Cox)揭示了這些宇宙現象正在挑戰科學家認為他們知道的一切。
他在2019年告訴澳大利亞科學頻道:「黑洞很有趣,它們確實很奇怪。
「在過去的兩年中,我們進入了一個新的天文學時代,在那裡我們可以看到黑洞的行為
為了正確地描述它們並描述碰撞,您開始需要獲得對愛因斯坦理論的更好理解。
「我不認為我們知道,當銀河系和仙女座相撞時,黑洞是否會合併,但我們當然知道星系之間存在相互作用。
「我的猜測是它們最終可能會融合在一起,也許它們將不可避免地在數萬億年內合併,但是我們確實知道黑洞碰撞時會發生什麼,因為我們已經觀察到了。」
考克斯教授接著解釋了為什麼霍金輻射(由於量子效應而被黑洞釋放)可能是發展愛因斯坦理論的關鍵。
他補充說:「我們最新的檢測器,即所謂的重力波檢測器,令人難以置信地檢測到宇宙結構中的漣漪,黑洞等物體碰撞產生的時空漣漪。
「我們已經看到了宇宙中發生過多次黑洞相互碰撞並合併的事件
「所以我們知道的是,它們在碰撞時會失去一些能量,關於它們如何碰撞以及如何合併以及隨後得到的結果的預測與愛因斯坦的廣義相對論絕對吻合。
史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)可能最著名的是霍金輻射(Hawking Radiation),這是黑洞具有一定溫度並因此而輻射的想法。
「它們可以將能量和粒子再次輻射回太空。」
考克斯教授聲稱,科學家們需要找到一種方法,將兩種傳奇模型轉化為一種新理論。
他繼續說:「這將量子力學定律與原子和分子如何與愛因斯坦的引力理論相互作用的定律融合在一起。
「將這兩種理論融合在一起,可能是理論物理學中的最大挑戰。
「還沒有人能夠做到這一點,但是第一步是考慮黑洞。
「確實與描述宇宙起源,大爆炸或大爆炸之前發生的事情有關。
「最終,我們需要比愛因斯坦的理論更好的理論,而黑洞可能是目前這種理論的試驗場。」