引力波突破!100多年前,愛因斯坦對宇宙的看法是如何正確的?
黑洞合併成一個會在時空結構中產生強大的漣漪,被稱為引力波。100多年前,阿爾伯特·愛因斯坦曾不可思議地預言過引力波。
即使在物理學家卡爾·史瓦西首次預測黑洞存在103年之後,黑洞仍然是宇宙中最大的謎團之一。黑洞不能用傳統的方法觀察或測量,直到最近的發展,仍然是一個假設的場景。2015年,科學家發現了兩個黑洞合併的副作用,這似乎證明了20世紀最聰明的人之一阿爾伯特·愛因斯坦是正確的。被鎖在一個相互環繞的軌道上的黑洞(雙星黑洞)最終會相互墜落併合並。
巨大的衝擊力放射出所謂的引力波,根據歐洲航天局(ESA)的說法,引力波是「時空結構中的波動」。
黑洞和引力波都是根據愛因斯坦1915年提出的廣義相對論解決的。
廣義相對論至今仍是解釋宇宙內部機制的最佳理論。
歐空局說:「卡爾·史瓦西在1916年推導出了黑洞的方程,但在用太空望遠鏡進行的x射線觀測最終能夠探測到這些極端物體附近物質的高能發射之前,它們在理論上一直是一個好奇的問題,幾十年來一直如此。」
第一張黑洞黑暗剪影的照片是最近才被視界望遠鏡捕捉到的,並於上個月發表。
至於引力波,也是愛因斯坦本人在1916年從他的理論中預言了引力波的存在,但最終要觀察到這些波動還需要一個世紀。
然而,愛因斯坦的另一個理論在廣義相對論問世後僅僅幾年就被證明是正確的。
1919年,一次日全食產生了光的引力彎曲或引力透鏡效應的證據。
該理論認為,光在經過一個大質量或重力源(如行星或黑洞)附近時會彎曲。
在實踐中,這意味著來自遙遠恆星的光,例如,將到達地球與它的原點成一個角度。
歐空局說:「在廣義相對論的框架下,任何有質量的物體都會扭曲時空結構,使任何經過附近的物體(包括光)的路徑發生偏轉。」
這種扭曲的藝術視角,也被稱為引力透鏡,被描繪在這兩個正在合併的黑洞中。
一百年前,天文學家開始測試廣義相對論,觀察太陽的質量是否以及通過多大程度上偏轉了遙遠恆星的光線。
這項實驗只能通過遮蔽太陽光線來揭示其周圍的恆星,這在日全食期間是可能的。
天文學家還沒有直接觀察到黑洞的合併,但是像ESA的LISA實驗這樣的實驗希望能探測到軌道上的引力波。
歐洲航天局的另一個項目,雅典娜x射線天文台,將在本世紀30年代與麗薩一起發射。
ESA說:「我們不知道在這樣的宇宙衝突中會發生什麼,所以這個實驗,很像1919年首次證明愛因斯坦理論的日食,將動搖我們對引力和宇宙的理解。」
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