物理学家创建环状黑洞新模型
【菜科解读】
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。
”
真假外星人到底有没有真实与人类接触，外星婴儿事件隐情？
地球连续35年收到神奇规律性信号？莫非真有外星人？
不过今日的一项研究成果登上了热搜，或暗示着可能存在地外生命的可能性。
7月19日，一篇题为《三十年的长周期无线电瞬变活动》的研究文章在《自然》杂志上刊发。
研究人员发现，至少从1988年起，一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。
目前，多国科学家纷纷开始观测这一神奇源头，试图努力解决围绕这个天体的神奇，它究竟是脉冲星、磁星，还是外星生命试图联系地球上的人类？未知外宇宙物体35年来不断发出神奇电波图源红星新闻在长达数月的时间里，国际射电天文学研究中心ICRAR的科学家们每三个晚上就会使用位于澳大利亚的默奇森广域阵列射电望远镜扫描一次银河系。
很快，他们就有了令人振奋的发现：“几乎在我们刚开始观察的时候，就在天空发现了一个新的光源，每22分钟重复一次。
”通过对长达35年的观测数据进行计算，研究人员得到了精确的脉冲时间，“源头就像时钟一样，每1318.1957秒产生一次，误差为十分之一毫秒。
”然而，这一信号波与此前在地球上看到的都不同，也不符合目前存在的任何理论。
脉冲星发出的无线电信号图源红星新闻研究人员刚开始怀疑这是一颗脉冲星。
但如果它是一颗脉冲星，那么其运行方式似乎并不符合现有的科学理论定义。
如果引力波强到足以在地球上被探测到，那么这个代号为GPMJ1839-10的天体的旋转速度一定非常快。
然而，“目标看起来很像脉冲星，但旋转速度要慢上1000倍。
”与预期相悖。
该研究一经发布就引起了人们的广泛关注，还登上了微博等平台的热搜。
不少网友表示，这或许是其它地外文明发往地球的信号。
虽然目前还没有证据能够证明，但是在茫茫宇宙中，有巨大概率存在与人类相似的其他生物和文明。
