燃烧的雪花啤酒 发表于 2021-12-10 13:11:51

引力波是否会永久地扭曲时空?

https://p6.toutiaoimg.com/large/tos-cn-i-qvj2lq49k0/9767904a01504deea3ca484aa935adfc黑洞碰撞是否会对时空造成永世性的“创伤”
爱因斯坦提出广义相对论中对引力波举行了猜测,直到在2016年2月11日,科学界使用高级LIGO探测器,初次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。但另一个惊人的猜测仍未得到证实:根据广义相对论,每一次引力波都应该在时空结构上留下不可磨灭的印记,它应该永世地拉紧空间,纵然在引力波通过之后也会改变引力波探测器的反射镜。
自从大约六年前第一次发现引力波存在以来,物理学家一直试图弄清晰如何丈量这种所谓的 引力“影象效应”,科学家感到影象效应绝对是一种神奇的征象。
通过探索物质、能量和时空之间的接洽,物理学家希望可以大概更好地明确斯蒂芬霍金的黑洞信息悖论,这一直是五十年来天体物理研究的重要焦点。学界分析影象效应应该与时空对称性之间有着密切的接洽。“影象效应”最终与黑洞中的信息丢失有关,这是空间和时间结构中一个非常深刻的题目。
时空的伤疤

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为什么引力波会永世改变时空结构?这应该归结为广义相对论对时空和能量精密接洽的叙述。根据广义相对论对引力影象效应的描述,引力波颠末后,LIGO探测器应该永世保持微小的变形。LIGO 探测到的双黑洞合并非常遥远,它们的引力微弱到可以忽略不计。但是引力波的作用范围很远,而且具有引力影象效应的属性:引力势。
在广义相对论中,时空根据物体的运动,向不同方向拉伸和挤压,引力势不仅决定了某个位置的势能—它还决定了时空的外形。“影象效应”体现的是引力势的变革,颠末空间的引力波能量会导致引力势发生变革,纵然在波已往之后,引力势位的变革也会扭曲时空。
超等对称

广义相对论暗示时空结构具备隐蔽的对称性,在已往的十年里,物理学家已经明确地创建了这种接洽。
物理学家假设有一片区域,远离宇宙中所有质量和能量,在这片区域中虽然引力可以忽略不计,但引力辐射不能。假如根据狭义相对论的对称性原理,时空是平坦且没有特征的,那么在这个世界中,无论身在那边、面向哪个方向以及移动的速率如何,统统看起来都是一样的。
探索悖论

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时空具有存储信息的潜力,这可能是解决污名昭著的黑洞信息悖论的关键。简而言之,信息 假如不能被创造或破坏,那么,粒子落入黑洞并作为无信息霍金辐射发射后,关于粒子的信息会去哪里呢?
黑洞的视界与渐近平坦空间中的视界具有雷同的超平移对称性。按照逻辑,会陪同有影象效应,这意味着落入的粒子可以改变黑洞附近的时空,从而改变其信息内容。这为信息悖论提供了可能的解决方案,即:粒子信息并没有丢失—它只是被永世地编码在时空结构中了。
“幽灵”的干扰

科学家虽然发现了引力波,但是,由于LIGO 反射镜与引力波之间的距离变革很小—大约是质子宽度的千分之一而要检测影象效应,保守预计还会小 20 倍。加之我们嘈杂的星球使得 检测影象效应的环境更加糟。低频地震的噪声就像“幽灵”一样,会极大影响引力装备的检测效果,从环境噪声中分离出引力信号对于科学家来说是一项非常棘手的工作。
如今,科学家也没有什么太好的办法解决干扰的题目,只能是通过多次叠加信号的方式再举行严格的统计,积累证据。按照猜测,至少需要1000次以上的引力波变乱才气积累充足的统计数据。
这项“头疼”的工作可能至少需要几年的时间才气够完成,但是假如实现了那么效果还是会很让人高兴的。

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浅眸 发表于 2021-12-10 17:02:54

大神好强大!

TedMabe05 发表于 2021-12-10 18:00:15

很多天不上线,一上线就看到这么给力的帖子!

sxmnwk 发表于 2021-12-12 06:13:51

内容很有深度!

JasmineShe 发表于 2021-12-15 16:03:29

这么版块的帖子越来越有深度了!

JunkoAlfar 发表于 2021-12-18 08:25:15

没人理我,好伤心啊!

FinnBarron 发表于 2022-1-7 11:20:03

顶顶更健康!
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