有史以來最響亮的引力波碰撞讓我們深入了解事件視界。在這個區域之外,任何東西都無法逃脫黑洞的魔爪。
在 重力波 GW250114 訊號於 2025 年 1 月被 LIGO(雷射干涉儀重力波天文台)、Virgo 和 KAGRA(神岡重力波偵測器)接收。該訊號是兩天前產生的。 黑洞 質量約 32 倍 太陽 它們碰撞在一起,引發空間漣漪。
現在,一組研究人員評估了這個訊號,發現重力波的特徵可以代表整體。 事件視界 碰撞時所涉及的黑洞
「我們測量了黑洞碰撞時產生的最終聲音。訊號中隱藏著一些小元素。稱為直達波。這以前從未被理解過,」ARC 重力波發現卓越中心 (OzGrav) 的這項研究的聯合主要作者 Neil Lu 說。 在一份聲明中說“我們的新分析使我們能夠破譯這個成分並從事件視界附近提取特定信息。”
該團隊的研究提出了一個有趣的可能性,即科學家可以利用重力波來研究這些黑洞的神秘邊界。
事件邊界與不歸路
事件視界的概念首先出現在重力理論阿爾伯特方程式的解中。 1915 年的愛因斯坦 廣義相對論這些解決方案是由卡爾史瓦西 (Karl Schwarzschild) 開發的。第一次世界大戰期間在東線的德國軍隊服役
史瓦西在具有質量的物體周圍發現了一個點,該點的速度可以逃逸。這是逃離物體的引力所需的速度。超越光速也稱為史瓦西半徑。邊界的大小取決於物體的質量。因此,太陽的史瓦西半徑距離其質心約 3 公里。對於地球來說,它距離其質心僅 0.35 英吋(9 毫米)。所有行星和恆星都是如此。史瓦西半徑正好在這些物體的內部。
然而,對於黑洞來說,史瓦西半徑遠離質心。這充當捕獲光線的外邊界。這就是事件視界。為了從這點逃離黑洞的引力,物質的加速速度必須超過光速。愛因斯坦的哪個理論 狹義相對論 它告訴我們,它需要無限的能量。宇宙中沒有什麼比光傳播得更快。因此,沒有任何東西可以逃脫事件視界。
要理解黑洞為何籠罩在神秘之中,請考慮沒有任何訊號可以比光傳播得更快。這意味著事件視界是訊息的單向障礙。黑洞可以吞噬它。但事件視界阻止它噴出訊息。我們無法觀察黑洞的內部。
毫不奇怪,科學家們渴望研究事件邊界以及在那裡發生的事情。他們不僅想了解物質單向進入黑洞內部的物理學。但我們也想知道對這些宇宙泰坦的空間結構的影響。
黑洞巨大的引力影響意味著當它旋轉時,它們會拖曳空間結構。這是一種稱為“拖曳框架「或鏡頭閃爍現象這引入了關於事件視界的另一條規則。不僅沒有任何東西可以逃離這個領域。而且沒有任何東西是靜止的。這項研究使科學家們更接近於更詳細地理解這些規則。
「我們研究了 GW250114,這是我們迄今為止發現的最響亮的雙黑洞訊號。這比十年前檢測到的第一個重力波訊號響度大約三倍,」OzGrav 團隊聯合組長孫凌說。我們的分析表明,這種異常響亮的訊號可以作為殘餘黑洞視界的強大探測器。這使我們能夠測量黑洞的兩個基本屬性:它們的旋轉頻率和表面重力。
這些結果也有助於更多地了解黑洞邊緣宇宙最極端環境中的重力行為。
「這些測量是未來廣義相對論直接波測試的第一步,」盧說。
該研究於週三(6 月 24 日)發表在該雜誌上 自然。









