'Tendex'系列有助于可视化黑洞

2019-02-04 10:11:03

作者:David Shiga物理学家有一种新的工具来描绘黑洞是如何扭曲它们周围的时空结构的正如磁场线显示磁力在空间中的变化一样,一项新的研究表明,“十进制”和“涡旋”线显示了引力如何扭曲空间该技术提供了一些新的见解,为什么一些黑洞在经历合并后得到了一些踢,并且可以帮助寻找引力波爱因斯坦的广义相对论预测时空会在大质量物体周围变形,例如黑洞但是这种翘曲很难想象,因为该理论指出时空中的每个点都与10个不同的数字相关联现在由纽约伊萨卡康奈尔大学罗伯特欧文领导的物理学家团队表示,相对简单的线条图案可以捕捉其本质,为合并黑洞和引力波等现象提供了新的视角 “我们已经找到了前所未有的可视化扭曲时空的方法,”帕萨迪纳市加州理工学院的团队成员Kip Thorne说与时空中每个点相关联的数字可以用小箭头组来表示,就像填充空间的小罗盘针一样在新方法中,这些箭头连接在一起形成长线,类似于从磁铁的磁极发出的磁场线这些线有两种类型,可以捕获扭曲时空的两个关键属性一组描述了拉伸和压缩力,它们可以撕裂并压碎在黑洞附近冒险的物体该团队称他们为tendex线,基于拉丁语tendere,意为伸展另一组线,称为涡旋线,代表扭曲的时空扭曲效应,它会像毛巾一样拧干物体 “使用这些工具,我们现在可以更好地了解计算机模拟中产生的大量数据,”加州理工学院的团队成员Mark Scheel说例如,它建议解释在合并黑洞对的模拟中看到的令人费解的现象在模拟中,合并的黑洞从其出生地被抛弃这样的踢可能会从它们的宿主星系中射出超大质量的黑洞,让它们独自穿越太空天文学家认为他们甚至可能发现了一些孤独的流浪者由于黑洞不对称地发射引力波,黑洞踢被认为是反冲效应但物理学家一直在努力理解为什么这种不对称性首先发生根据欧文和他的同事们的说法,这似乎是由于涡旋和张力线的相互作用,它们与引力波密切相关在团队对黑洞合并的模拟中,他们发现两种类型的线条在黑洞的一侧抵消了彼此的影响,但在另一侧相互加强,产生了产生踢的大量引力波纽约罗切斯特理工学院的Yosef Zlochower说,“这非常令人兴奋,因为超级生成器的产生还没有得到很好的理解,”他没有参与这项研究该团队表示,使用这项新技术还可以帮助物理学家更准确地预测合并黑洞所发出的引力波的特性该团队表示,这反过来可以帮助物理学家在激光引力波天文台等探测器的数据中搜索这些波新技术是“一种有趣且新颖的方式来尝试理解弯曲的时空几何形状”,新泽西州普林斯顿大学的Frans Pretorius说,他没有参与这项研究但他补充说,物理学家将不得不尝试更广泛的现象,以确定它的实际用途期刊参考文献:Physical Review Letters,DOI: