北京時間2月3日消息，當兩顆中子星在遙遠的太空相撞時，它們會強有力地“攪動”宇宙——這就是2017年科學家探測到的引力波。Space網(wǎng)站刊文稱，通過對探測引力波的數(shù)據(jù)進行認真研究，兩名物理學家認為，他們發(fā)現(xiàn)可能存在一種新型黑洞的證據(jù)：不符合根據(jù)愛因斯坦廣義相對論推導出的光滑的黑洞模型。
▲可能存在一種黑洞，違背愛因斯坦的廣義相對論，但符合霍金的黑洞理論
在廣義相對論中，黑洞是一種簡單的天體：被無限壓縮的奇點，四周是光滑的事件視界，光線、能量或物質(zhì)都無法穿過事件視界而逃出黑洞的“魔爪”。在此之前，我們收集的所有有關(guān)黑洞的數(shù)據(jù)，都支持廣義相對論黑洞模型。
但在20世紀70年代，霍金發(fā)表的一系列論文表明，事件視界沒有那么光滑。相反，與量子力學相關(guān)的一系列作用，使得事件視界是不光滑的，使得“霍金輻射”得以從黑洞逃逸。此后數(shù)年，科學家提出了諸多其他的黑洞模型也應(yīng)運而生，在這些黑洞模型中，光滑、完美的事件視界被不光滑的事件視界所取代。
物理學家最近預(yù)測，新形成黑洞事件視界不光滑的情況尤其嚴重——大到足以反射引力波的水平，在黑洞形成信號中產(chǎn)生了引力波回波信號。在中子星碰撞發(fā)生后，兩位物理學家認為，他們已經(jīng)找到了這種類型的引力波信號。
加拿大滑鐵盧大學物理學家、論文共同作者尼義什·阿夫肖迪（Niayesh Afshordi）表示，如果引力波回波信號是真實存在的，它一定是由量子黑洞不光滑的事件視界產(chǎn)生的。
阿夫肖迪向Live Science表示，“根據(jù)愛因斯坦的相對論，物質(zhì)可以在很遠的距離上圍繞黑洞運行，但在事件視界附近的物質(zhì)會掉入黑洞?！?/p>
根據(jù)愛因斯坦廣義相對論，黑洞的事件視界應(yīng)當是光滑的
他說，因此，在靠近黑洞的空間，不應(yīng)該有任何物質(zhì)能反射引力波。即使是周圍存在物質(zhì)盤的黑洞，事件視界附近的空間也應(yīng)當空空如也。
阿夫肖迪稱，“只有事件視界外部存在一些量子結(jié)構(gòu)的觀點，能解釋我們預(yù)計（和觀察到）的時延?！?/p>
這背離了根據(jù)廣義相對論預(yù)測的黑洞模型。
現(xiàn)有引力波探測器生成的數(shù)據(jù)存在噪音，難以正確解讀，容易出現(xiàn)誤報。由黑洞周圍的量子模糊產(chǎn)生的引力波回波，應(yīng)當是一種全新的探測活動。但阿夫肖迪表示，在兩顆中子星相撞后很短時間內(nèi)，形成的事件視界足夠不光滑，產(chǎn)生的引力波回波足夠強，足以被現(xiàn)有的探測器探測到。
沒有參與這項研究的維拉諾瓦大學天體物理學家喬伊·尼爾森（Joey Neilsen）表示，阿夫肖迪團隊的研究結(jié)果是令人信服的——特別是不止一個引力波探測器探測到了引力波回波信號。
尼爾森向Live Science表示，“這比在數(shù)據(jù)中尋找一種特定類型信號更有說服力?！?/p>
不過他也表示，他需要看到更多信息，才能絕對相信引力波回波是真實存在的，“在得出確鑿的結(jié)論前，我希望了解所有數(shù)據(jù)”。
麻省理工學院天體物理學家馬克西米利亞諾·伊西（Maximiliano Isi）對此持懷疑態(tài)度。
他向Live Science表示，“這不是該研究團隊第一次提出這一觀點。令人遺憾的是，其他研究團隊無法重現(xiàn)他們的結(jié)果?！?/p>
伊西提到一系列論文，稱相關(guān)研究團隊在相同的數(shù)據(jù)中均沒有發(fā)現(xiàn)引力波回波信號，其中6月份發(fā)表的一篇論文采用“更精細和更強大的分析技術(shù)”。
阿夫肖迪表示，他的研究的優(yōu)勢是更靈敏，更可靠的模型能夠探測到更微弱信號，“我們的發(fā)現(xiàn)......從統(tǒng)計學上來說在12次搜索中是最有意義的，誤報的概率約為十萬分之二”。
尼爾森稱，即使引力波回波信號是真實存在的，科學家們?nèi)匀粺o法精確地了解產(chǎn)生這種現(xiàn)象的天體。
他說，“這項研究的有趣之處在于：對于兩顆中子星碰撞后的結(jié)果我們一無所知：會立即形成一個黑洞？還是會形成一些短命的中間天體？”
伊西表示，數(shù)據(jù)中可能存在引力波回波信號，這將非常重要。他對此還不是十分確信。
尼爾森指出，不論數(shù)據(jù)如何處理，很顯然的是，阿夫肖迪團隊的研究對象，都值得進一步探索，“在天體物理學領(lǐng)域，這是一片尚未開墾的處女地，是令人激動的”。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。