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2011年04月15日14:31 | 中國發(fā)展門戶網 www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號：T|T

科學家首次直觀表述兩黑洞相撞

據(jù)美國太空網4月14日消息稱，物理學家們如今可以史無前例地直觀表述黑洞相互碰撞時其中到底發(fā)生了什么。而個中方法，就是按照加州理工學院理論物理學家基普·索恩提出的，借助通過觀察“合二為一”的天體現(xiàn)象發(fā)生時其周圍時空的“風暴形態(tài)”來進行構建。

論及黑洞與時空之間的聯(lián)系，必然要說到愛因斯坦在1915年提出的廣義相對論。該理論描述了重力是如何影響宇宙本身以及黑洞等質量非常大的物體的。按照這一理論，質量巨大的物體能夠像相撲選手壓在柔軟的墊子上那樣讓宇宙彎曲，并強迫周圍的物體全部向自己靠近。而事實上，重力正是通過這種方式扭曲了空間的結構，甚至時間亦不能幸免。

據(jù)基普·索恩的描述，人類對宇宙的理解就好比“我們只見過風和日麗下的平靜洋面，卻從未見過疾風暴雨中的大海，也從沒見過遮天的巨浪與沖天的水龍卷風，當然，也從未對宇宙‘風暴形態(tài)’中扭曲的時空有過任何深入的了解?！?/p>

因此在索恩看來，現(xiàn)在的研究者已經能夠很好地分析處理一個安靜旋轉的黑洞所發(fā)出的力量，也可以模擬黑洞彼此發(fā)生碰撞合并，以便對其產生的引力波形態(tài)進行探索。但是“現(xiàn)在不能夠做到的，是深入、細致地看一看這種合并行為本身?！彼f。

而若要按照該研究理論去直觀地觀察一次黑洞的合并過程，研究者將會用到一新一舊兩個概念：渦線和Tendex線(Tendex作為一個被發(fā)明出來的詞，此前它并不存在)?？的螤柎髮W的天文學博士后研究員羅伯特·歐文解釋道，渦線代表了時空中的扭曲力量，如果我們被拋入了渦線，身體會像一塊濕抹布一樣被擰干；而Tendex線可描述引力場的延長效應，代表了拉伸或者擠壓的力量。

如今，借助超級計算機，研究者們能夠模擬出黑洞合并過程中可能會產生的渦線與Tendex線。索恩認為，合并過程的不同會造成迥異的兩線模式。比如迎頭相撞的兩個黑洞會迸射出甜甜圈形狀的渦線，而螺旋相碰的情形則會產生一個截然不同的結果。依據(jù)這一判斷，科學家們現(xiàn)能夠在模擬合并后形成的新黑洞上，看到生成圍繞黑洞波動的渦線。其“有點像銀河系中的旋臂或者從旋轉擺動的噴頭中噴出的水流一般。”索恩形容說。

研究人員亦認為，他們的研究能夠幫助天文學家們破解宇宙中的各種重力信號，進而將創(chuàng)造、發(fā)出這些信號的宇宙事件重建，同時也會為有關黑洞、引力和宇宙學的研究開辟一條新路。(張夢然)

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