«Нет-волосы теорема» выдерживает большой тест физики.

Акции

gravitational waves from two merging black holes.
(Рисунок: © Shutterstock В)

В далеком 2017 году, гравитационное зазвонил волной по земле, как ясный тон колокола. Это растянутые и сплющенные каждый человек, муравей и научных инструментов на планете, как он прошел через нашу область пространства. Теперь, исследователи вернулись и изучили эту волну, и обнаружены скрытые данные в нем — данные, которые помогут подтвердить старую идею астрофизики.

Что в 2017 волна была большая проблема: впервые астрономы уже инструмент, который может обнаружить и записать его как это прошло, известный как лазерный интерферометр гравитационно-волновой обсерватории (ЛИГО). Что первая волна была в результате, они нашли две черные дыры, разбиваться вместе далеко в космосе. И теперь, команда астрофизиков по записи и обнаружил, что другие думали, что потребуются десятилетия, чтобы раскрыть: точное подтверждение «нет-волосы теоремы.» Этот важнейший аспект теории черных дыр восходит по крайней мере до 1970-х годов — теорема о том, что Стивен Хокинг сомневается.

Когда физики говорят черные дыры не имеют «волос», — сказал Максимилиано Иси, физик Массачусетского технологического института и ведущий автор статьи, они означают, что астрофизические объекты очень просто. Черные дыры отличаются только друг от друга в трех направлениях: скорость вращения, масса и электрический заряд. И в реальном мире, черные дыры, вероятно, не намного отличаются электрическим зарядом, поэтому они действительно отличаются только с точки зрения массы и спина. Физики называют эти лысые объектов «Керровской черной дыры».

По Теме: 11 Удивительных Фактов О Нашей Галактике Млечный Путь

Что голость делает черные дыры очень отличается от почти любой другой объект во Вселенной, Иси рассказал Живой науки. Когда звенит звонок, например, он излучает звуковые волны, а некоторые обнаружить, невероятно слабые гравитационные волны. Но это намного более сложный объект. Колокол изготавливается из материала, например (бронза или чугун), а по Нет-волосы модели, черные дыры-все одинаковые особенности. Каждый колокол имеет довольно уникальную форму, в то время как черные дыры бесконечно малых, безразмерные точки в пространстве в окружении сферический горизонт событий. Все эти особенности колокола могут быть обнаружены в звук колокола заставляет — по крайней мере, если вы знаете что-то про колокольчики и звуковые волны. Если бы вы могли как-то смысл гравитационной волны колокол, вы бы обнаружить эти различия в составе колокол и формы в них, сказал Иси.

«Секрет весь этот бизнес заключается в том, что волны — паттерн это растяжения и сдавливания — кодирует информацию об источнике, то, что сделал это гравитационные волны», — рассказал Живой науки.

И астрономы изучают 2017 волны многое узнали о черном столкновения дыру, что породила его, сказал Иси.

Но запись была очень тихой, и не очень подробно. ЛИГО, лучшие гравитационно-волнового детектора в мире , используют лазер для измерения расстояния между зеркалами расположены в 2,5 мили (4 километра) друг от друга в шаблон в штате Вашингтон. (Дева, подобная детектор, также подхватили волну в Италии.) Как волны накатывали ЛИГО, это исковеркано само пространство-время и чуть-чуть изменить это расстояние. Но детали той graviational волны не были достаточно интенсивными для детекторов на запись, сказал Иси.

«Но это, как мы слушаем очень далеко», — сказал Иси.

В то время, что волны, которые предоставляет множество информации. Черная дыра ведет себя, как ожидалось. Нет никаких очевидных доказательств того, что в нем нет горизонта событий (в области, за которой свет не может вырваться) и он не сильно отклоняются от Нет-волосы теорема, сказал Иси.

Но исследователи не мог быть уверен, многих из этих пунктов, особенно без волос теорема. Самая простая часть сигнала учиться, сказал Иси, пришла после того, как две черные дыры сливаются в одну большую черную дыру. Он не умолкал на некоторое время, очень сильно напоминает ударил колокол, посылая свою избыточную энергию в космос в виде гравитационных волн — то, что астрофизики называют «процесс ringdown».

В то время, исследователи смотрели на данные ЛИГО замечен только один сигнал в ringdown. Исследователи думали, что понадобятся десятилетия, чтобы разработать инструменты достаточно чувствительны, чтобы забрать любые тише подтекста в ringdown. Но один из коллег Иси, Мэтт Гислер, физик в Калифорнийском технологическом институте , понял, что был короткий период, сразу после столкновения, где ringdown был достаточно сильным, что ЛИГО зафиксирован более подробно, чем обычно. И в те моменты, волна была достаточно громкой, что ЛИГО поднял обертон — вторая волна с разной частотой, очень похоже на слабый вторичный отмечает, что отражаются в звук ударил колокол.

В музыкальные инструменты, обертона несут большую часть информации, которую дают инструменты их отличительные звуки. То же самое касается охаивания гравитационная волна, — сказал он. И этот недавно обнаружили призвук уточнить данные на звон черной дыры и очень много, — сказал Иси.

Он показал, он сказал, что черная дыра была, по крайней мере, очень близок к Керровской черной дыры. Без волос теорема может использоваться, чтобы предсказать, что обертон будет выглядеть; Иси и его команда показали, что призвук практически совпали, что предсказание. Однако, запись призвук не очень понятно, так это все-таки возможно, что тон был несколько иной— примерно на 10% — от того, что теорема предсказывает. .

Чтобы выйти за пределы этого уровня точности, сказал он, вы должны были бы извлечь более четкую окраску от сигнала черного столкновения отверстие, или построить более чувствительный инструмент, чем ЛИГО, сказал Иси.

«Физика-это о все ближе и ближе», — сказал Иси. «Но вы никогда не можете быть уверены.»

Возможно даже, что сигнал от призвук не реальна, но произошла случайно из-за случайных колебаний данных. Они сообщили о «3.6 σ уверенность» в существовании обертон это. Это означает, что есть примерно 1-в-6,300 шанс что призвук не истинный сигнал из черной дыры.

В качестве инструментов усовершенствовать и гравитационные волны будут обнаружены все эти цифры должны стать более уверенным и точным, — сказал Иси. ЛИГО уже прошли модернизацию, что делали обнаружение столкновений черная дыра достаточно рутинно. Еще одно обновление запланировано на середину 2020 году должен увеличить свою чувствительность в десятки раз, по данным мировой физики. Как только космический лазерный интерферометр космической антенны (Лиза) будет запущен в середине 2030-х годов, астрономы должны быть в состоянии подтвердить лысости черных дыр по степени определенности сегодня невозможно.

Однако, сказал Иси, это всегда возможно, что черные дыры не совсем еще Лысые — они могут иметь некоторые квантовые пушок, что просто слишком мягкий и короткий для наших инструментов, чтобы подобрать.

  • 9 Идей О Черных Дырах, Которые Взорвут Ваш Ум
  • В 12 странных объектов во Вселенной
  • Самых больших неразгаданных тайн в физике

Первоначально опубликовано на прямую науки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *