原標題：加拿大最新研究表明黑洞萬有引力場可能形成漩渦
黑洞萬有引力場可能形成漩渦
本報記者 常麗君 綜合外電
LIGO（雷射幹涉引力波觀測站）
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如果你正在一顆黑洞附近飛行，當心！系好安全帶，重力要變成湍流漩渦了！雖然在太空冒險中，一點重力顛簸不算什麼值得擔心的大事，卻著實令人驚訝。因為萬有引力學家們普遍認為，時空是不可能變成漩渦的。而物理學家組織網近日報導，加拿大理論物理學周界研究所的一項最新研究表明，這種普遍認識可能是錯的。
萬有引力如液體
「從本質上說，如果你能把萬有引力放到一個密閉盒子裡，就可能出現漩渦。」周界研究所的路易斯·勒納解釋了為何萬有引力可以作為一種液體。「物理學中有一個假設——全息假設——認為萬有引力可以描述為一種場論。我們還知道，在高能狀態下，場論可以用描述液體的數學公式來描述。兩步結合起來就是，萬有引力等於場論，場論等於液體，所以萬有引力等於液體。這叫做萬有引力/液體二重性。」
萬有引力/液體二重性並非新發現。多年來，科學家一直研究和發展這一理論。研究人員遵循的思路是：萬有引力可以表現得像一種液體，而液體的一個特徵是漩渦，也就是說在某些情況下，它無法順暢流動時就會變成漩渦。萬有引力也會變成漩渦嗎？
「多年來，物理學家們認為不可能形成渦流。」勒納說，因為描述萬有引力的方程與描述流體動力學的完全不同，前者在任何條件下都不會有渦流。「要麼是二重性的問題，萬有引力不能由流體方程完整描述；要麼是萬有引力和渦流引力中還有我們未知的新現象。」
根據周界研究所以往的模擬，並參考美國麻省理工學院的獨立研究，都暗示在圍繞黑洞的反德西特空間內可能存在漩渦。勒納說：「下一步問題是，現實中有沒有這種情況。」
他們選擇了快速旋轉黑洞，因為按照流體動力學描述，圍繞這種黑洞的時空黏性比其他黑洞更小，產生漩渦的可能更大，就好比水中的漩渦比蜜糖中更多。由於漩渦是非線性的，他們還決定研究黑洞的非線性擾動。而這種方程極為複雜。
分析結果顯示，時空確實變成了漩渦。「我非常震驚。」周界和量子計算研究所的楊歡（音譯）說，他一直在研究愛因斯坦廣義相對論，「我從不相信在廣義相對論中會有漩渦現象，沒人曾在數字模擬中見過，即使像雙黑洞這樣的大傢伙中也沒有。」
研究人員指出，雖然目前研究還在理論層面，但下一代探測儀有望能探測萬有引力波——萬有引力「液體」的「漣漪」。比如當兩顆黑洞碰撞時，就可能產生萬有引力波。如果萬有引力能形成漩渦，這種漣漪就會和以往的模型預測略有不同。知道這些差異會更容易找到萬有引力波，反過來，如果真的探測到了這些差異，也是萬有引力漩渦的直接證據。
研究漩渦新途徑
「對萬有引力能否形成漩渦這一問題，過去幾年中，我們經歷了從嚴重懷疑到高度自信的轉變。」勒納說，「這一發現可能導致未來更多的發現。LIGO（雷射幹涉引力波觀測站）、LISA（雷射幹涉儀空間天線）或未來的引力波實驗可能探測到它們。」
該研究最令人興奮之處還在於，它不僅與天體的萬有引力相關，還與地球上普遍存在的漩渦有關：從颶風到咖啡中攪拌的奶油，從大黃蜂不可思議的飛行到剪斷機翼的漩渦氣流，雖然漩渦無處不在，包圍著我們，但我們還未能完全理解它。漩渦問題被認為是經典物理學中最大的謎題之一。
該研究加強了萬有引力可被作為一種液體的觀點，這也意味這液體問題可以用萬有引力方法來處理。「在理解漩渦這個問題上，我們困惑了500多年。」勒納說，「這種萬有引力/液體相通論告訴我們，從萬有引力的角度來重新看待漩渦，或許是打破困局的新途徑。」