物理学家创建环状黑洞新模型Credit: Arxiv: DOI: 10.48550/arxiv.2208.07380
据美国物理学家组织网 by California Institute of Technology：当两个黑洞相互碰撞形成一个新的更大的黑洞时，它们猛烈地搅动周围的时空，向四面八方发出涟漪，称为引力波。以前对黑洞碰撞的研究使用线性数学来模拟引力波的行为，这意味着向外波动的引力波不会相互影响或相互作用。现在，一项新的分析更详细地模拟了相同的碰撞，并揭示了所谓的非线性效应。
加州理工学院的研究生基夫·米特曼 Keefe Mitman说:“非线性效应是当波浪在海滩顶部撞击时发生的事情，”他与索尔·特考斯基 Saul Teukolsky，74年博士一起工作，索尔·特考斯基是加州理工学院的理论天体物理学的罗宾逊教授，并在康奈尔大学任职。
“海浪相互作用，相互影响，而不是独自前行。对于像黑洞合并这样剧烈的事情，我们预料到了这些影响，但直到现在才在我们的模型中看到它们。从我们的模拟中提取波形的新方法使我们有可能看到非线性。”
这项研究发表在《物理评论快报》杂志上，由加州理工学院、哥伦比亚大学、密西西比大学、康奈尔大学和马克斯·普朗克引力物理研究所的研究人员组成。
在未来，新模型可用于了解更多关于实际黑洞碰撞的信息，自2015年第一次直接探测到来自宇宙的引力波以来，LIGO 激光干涉仪引力波天文台一直在例行观测这些黑洞碰撞。LIGO将在今年晚些时候重新启动，在此之前将进行一系列升级，使探测器对引力波更加敏感。
米特曼和他的同事是一个名为模拟极端时空合作，或SXS的团队的一部分。由Teukolsky与诺贝尔奖获得者基普·索恩 1962年出生、加州理工学院荣誉退休理论物理学教授Richard P. Feynman合作建立的SXS项目使用超级计算机来模拟黑洞合并。超级计算机使用阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论方程模拟黑洞在螺旋聚集和合并时的演化过程。事实上，Teukolsky是第一个理解怎么使用这些相对论方程来模拟黑洞碰撞的“振铃”阶段的人，这发生在两个很大的物体合并之后。
“需要超级计算机来对整个信号进行精确的计算:两个轨道黑洞的运动，它们的合并，以及沉降到一个静止的残余黑洞，”Teukolsky说。“沉降阶段的线性处理是我很久以前在Kip指导下的博士论文的主题。这个阶段的新的非线性处理将允许对波进行更精确的建模，并最后对广义相对论是否是黑洞的正确引力理论进行新的测试。”
到目前为止，SXS模拟已经被证明有助于识别和描述LIGO探测到的近100个黑洞。这项新的研究代表了该团队首次在振铃阶段的模拟中发现了非线性效应。
“想象有两个人在蹦床上，”米特曼说。“如果他们轻轻地跳，他们不应该对另一个人产生太大的影响。当我们说一个理论是线性的时，就会发生这种情况。但是如果一个人开始用更多的能量弹跳，那么蹦床就会扭曲，另一个人就会开始感受到他们的影响。这就是我们所说的非线性:蹦床上的两个人因为对方的存在和影响而经历新的振荡。”
用引力术语来说，这意味着模拟产生了新类型的波。“如果你在大浪下面挖得更深，你会发现一个具有独特频率的额外的新波浪，”米特曼说。
总的来说，这些新的模拟将帮助研究人员更好地描述LIGO观测到的未来黑洞碰撞的特征，并更好地测试爱因斯坦的广义相对论。
哥伦比亚大学的合着者Macarena Lagos说，“这是为下一阶段的引力波探测做准备的一大步，这将加深我们对这些发生在宇宙偏远地区的令人难以置信的现象中的重力的理解。”
原创
龙男和属蛇女婚配的默契与幸福，属龙男和属蛇女的适合做夫妻吗
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星暴星系：黑洞竟然是星爆星系产生的
在宇宙中有一个有着巨大恒星形成的爆发区，那就是星爆星系。一般的星系恒信的形成是非常缓慢的，但是在这个星系里，恒星的形成非常的剧烈快速，并且还会有超新星的爆发。这不是一个以外表出名的星系，而是以它内在的奇特而受人关注。甚至有科学家认为黑洞也是因为这个星系而产生。下面探秘志的小编就来为大家更深入的介绍星爆星系吧! 天文学家在宇宙观察中，发现在一颗正在孕育恒星的的星系中，有着一股异常的“超级风”外流气体，速度可以达到每秒数千公里。 天文学家将这个星爆星系叫做“NGC 4666”，距离地球0.8亿光年。而超级风就是从这个星系的内部刮出来的，并且因为超级风可以让气体变得非常的浓密，所以很难直接去观测。 星爆星系一年可造2900个太阳 星系早期在形成的时候，会出现大量的星际气体，尘埃等非常原始的物质，这些物质会给星系内部恒星的诞生提供需要。 星爆星系产生恒星的速度一直是很令人惊叹的，但是来自加州理工学院的天文学家小组发现大爆炸发生后大约8亿年时，出现有史以来最大规模的“爆星”现象，其存在于一个早期宇宙的庞大星系中，星系的质量甚至与我们现在的银河系相当，但恒星诞生的速率却是银河系的2000倍以上，远高于宇宙中任何一个星系。 科学家们通过观察这个超级星系的演化过程发现，这个星爆星系每年可以形成大约2900个太阳，被科学家们称为是史上最大的超级星爆星系之一。 黑洞来自星爆星系 超大型黑洞的形成是需要非常庞大的质量的，它由很多小黑洞聚集起来形成的，一些科学家就认为，超大型的黑洞是由星爆星系产生的。 很久以来，天文观测表明，在星系合并和相互作用的地方，经常出现圆盘状的恒星形成暴。最近人们认为，即使两个星系不合并，靠得很近的星系之间的相互作用也能使星系旋转不稳定，导致气体如漏斗般向核心聚集，点燃了围绕核心的星暴。 星暴星系以迅猛的速度产生新星，同时又以迅猛的势头引起超新星爆发。最终，产生了大量的太阳质量级别的黑洞。这些黑洞再集合周围气体，变成质量更大的黑洞。科学家推测，这些距离很近的黑洞有可能会相互合并，形成巨大的黑洞。 星暴星系有足够的物质来形成超大型黑洞。但是很可惜，根据目前的理论计算，这样的黑洞合并方式太缓慢了，即使经过100亿年，黑洞聚集的气体质量也只占其自身质量的百分之几。所以还无法确定黑洞产生跟星暴星系是否有关。 随机文章孔子「温温无所试」的典故与意思？人类杀死了地球原住民，外星来的人类灭杀地球居民蜥蜴人令人感到恐怖的鸟笼效应，心里被物品所控制的人类欲望雪崩的时候没有一片雪花是无辜的，伏尔泰揭露事物的两面性蛋黄水母：诱人的“荷包蛋”水母，触手有致命的毒素迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网，内容仅供娱乐，并不代表本站观点，如果本站内容侵犯了您的权益，敬请联系网站管理员，我们将尽快回复您，谢谢合作！
