10億光年外,黑洞中子星相撞發出引力波信號,愛因斯坦又對了?

薛定諤的貓 2021/08/16 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

愛因斯坦一生雖然在物理學上建樹頻頻, 但只獲得過一次諾貝爾物理學獎,而且得獎的還是他所有理論中「最平凡的「的光電效應。

他更出名的相對論因為太過顛覆難以完全驗證,而無緣諾獎,但從相對論的分量以及它後來的意義來看,它沒得諾獎屬於諾獎的遺憾,而不是相對論的遺憾。

因為直到一個多世紀後的今天,人類都還沒把相對論的理論預測完全驗證,從引力扭曲時空,到愛因斯坦透鏡,從時間膨脹到引力波,再到黑洞蟲洞白洞, 相對論仍是現代物理學家的寶庫,而它的巨觀屬性還決定了它同樣也是天文學家的寶庫。

而引力波作為近年來才被驗證的「相對論預言」,一直以來都是天文學界重點關注的對象,因為雖然理論上任何有質量的物體都能扭曲時空,進而發散出引力波信號,但人類用於檢測引力波的裝置靈敏度太低,接收不到尋常天體發出的引力波信號。

只有宇宙中的超大質量天體相撞時,才能產生足以被引力波探測器收到的信號, 比如黑洞和黑洞相撞,中子星和中子星相撞

但根據《天體物理學雜誌快報》的消息,天文學界在不久前針對引力波又有了一個新發現,那就是他們終於接收到了黑洞吞噬中子星時發出的引力波信號,這也是第一次「目睹」兩顆不同天體的碰撞過程。

在廣義相對論中,黑洞是大質量恒星晚年坍塌的產物,而中子星也屬於恒星坍塌的產物,兩者之間唯一的不同就是黑洞質量比中子星大, 因此引力也碾壓中子星,強大到連光都飛不出黑洞的引力深井。

因此黑洞和中子星的碰撞,理論上應該是宇宙中最狂暴的天文現象,但天文學家很快發現,黑洞吞噬中子星的過程,和此前吞噬恒星的過程完全不一樣,因為整個過程完全沒有發出電磁波信號。

確切來說,黑洞在面對宇宙中質量密度第二大的中子星時,直接囫圇個把中子星吞噬了,根本不像吞噬恒星一樣,先撕碎再吃。

天文學家分析,這種狀況的產生可能是因為中子星太小又太硬了,只有幾十公里直徑的它和某些大質量黑洞對比,就像拿籃球和地球對比一樣,所以黑洞才會直接吞噬掉整個中子星,而不留任何痕跡。

目前接收到的兩次「黑洞-中子星」相撞引力波信號,信號源分別距離地球9億光年和10億光年, 也就是說它們的碰撞發生在9億年前和10億年前,當時地球上還沒有人類。

從資訊傳遞的角度來看,如此遙遠的距離也只有引力波和中微子才能把信號傳遞過來,人類文明目前用的電磁波根本不適合遠距離宇宙通訊。

所以在未來等人類文明擴張到光年范圍後,引力波和中微子通訊就會取代電磁波,成為新的資訊交流介質。唯一需要做的就是儘量提高引力波監測設備的靈敏度,確保能收到小質量人造物體發出的引力波信號,不然將來每次發消息,都得靠黑洞或者中子星相撞來完成。

作為劃時代的物理學家,愛因斯坦晚年雖然沒能完成他夢想中的「大統一理論」,但他留下的一整個相對論和半個量子力學,也足夠人類文明銘記他到永遠了,不過人類現在其實連相對論威力的十分之一都沒發揮出來,唯一投入實際應用的核武器和核電站,還是和放射性原理共同作用下的成果。

相對論中的能質轉換,面向未來的時空旅行,以及蟲洞技術,都還屬於遠超目前技術水準的理論內容, 人類距離實現它們還有很長的路要走

 

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