太空传来罕见的一幕:黑洞“吃掉”中子星,爱因斯坦又对了

自从爱因斯坦提出广义相对论以来,这一理论被越来越多的观测现象所证明。因为爱因斯坦提出广义相对论是基于等效原理,这类似于一种假设。而随着越来越多观测结果符合广义相对论的结论,这一理论的地位更加稳固了。

太空传来罕见的一幕:黑洞“吃掉”中子星,爱因斯坦又对了

引力波产生新来源

广义相对论的一个重要的推导结果就是,预言了引力波的存在,然而引力波引起的效应微乎其微,要检测引起足够观测效应的引力波的存在,需要建造更高灵敏度的干涉仪。激光干涉引力波天文台(LIGO)就是出于这样的原因建造的,它也因为首次观测到了引力波的存在而著名。

太空传来罕见的一幕:黑洞“吃掉”中子星,爱因斯坦又对了

在首次发现两个黑洞合并产生的引力波之后,科学家又相继发现了多个引力波信号,其中包括了一种新的引力波产生源,两个中子星合并。而根据一项新发现的结果,引力波产生源又多了一种,黑洞和中子星合并。

引力波的源头距地球10亿光年,不过这是两次引力波探测的结果,一次是由一个8.9倍太阳质量黑洞和1.9倍质量的中子星合并产生,碰撞发生的地方位于9亿光年之外。另一次则是两个质量稍小一些的黑洞和中子星合并,引力波传播了10亿光年距离才到达地球。

引力波检测难度大

值得注意的是,黑洞和中子星因为质量相差较大,两者合并并不是像两个中子星碰撞那样,产生大量重元素,而是黑洞直接吞并了中子星。合并过程中没有产生电磁波,可能是电磁波不能从视界中逃逸出来导致的。一般情况下,引力波产生很难被检测到,因为两个质量太小的天体合并,产生的引力波效应很微弱。

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比如说宇宙加速膨胀就难以用广义相对论来进行研究,而且受限于引力存在的尺度范围,当研究量子尺度的引力理论时,出现了不可调和的矛盾,这暗示着广义相对论是更准确理论的近似。不过目前人们对于宇宙的了解还很少,广义相对论得出的结论已经够用了。

研究引力波的意义

黑洞合并或者中子星合并,一个特点就是位置距离地球往往达到数亿光年之远。而像黑洞吞并大质量恒星,可能几千万光年远的地方就有,这样可以同时结合多种观测设备进行观测,获得更详细的数据。引力波的发现有力地支持了广义相对论,对于研究宇宙起源也有重要意义。关于宇宙早期的研究受到观测上的限制,电磁信号大部分都没法保留下来,而引力波有很强的穿透效应,能够保留早期宇宙的原始信息。

太空传来罕见的一幕:黑洞“吃掉”中子星,爱因斯坦又对了

作为广义相对论所得出的一种特殊天体,黑洞因为存在事件视界,人们无法获知有关黑洞内部的信息,引力波却能轻松穿透黑洞内部。借助引力波研究黑洞将揭开关于黑洞内部的更多谜团,可见引力波确实有着很重要的研究意义。广义相对论提出至今,解释了很多困扰天文学家的谜团,不过也存在难以解决的问题。

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比如说宇宙加速膨胀就难以用广义相对论来进行研究,而且受限于引力存在的尺度范围,当研究量子尺度的引力理论时,出现了不可调和的矛盾,这暗示着广义相对论是更准确理论的近似。不过目前人们对于宇宙的了解还很少,广义相对论得出的结论已经够用了。

暗示着广义相对论是更准确理论的近似。不过目前人们对于宇宙的了解还很少,广义相对论得出的结论已经够用了。

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页面更新:2024-02-28

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