當兩個巨大的物體碰撞時,它們會在時空結構中發出漣漪。
這些漣漪被稱為引力波,它們是已經發生的合併的標誌。
多年來,研究人員觀察到數十對黑洞的謀殺和一對中子星對的合併。但在2021年6月,科學家們第一次瞥見了距離地球約9億光年的黑洞和中子星的巨大合併。而且是兩次。
第一次合併涉及到一個質量約為太陽9倍的黑洞和一顆質量約為太陽2倍的中子星。
10天后,第二次碰撞被檢測到涉及到一個黑洞,它的質量幾乎是太陽的6倍,吞噬了一個1.5倍太陽質量的中子星。
該觀測員還預測,在距離地球10億光年的範圍內,每個月都會發生一次黑洞和中子星的合併。
儘管碰撞觀測為即將到來的發現打開了許多新的大門,ligo和virgo還不足以解開所有的宇宙之謎。
所以請記住,virgo和kagra這兩個ligo探測器都在為明年夏天開始的另一組觀測做準備。
據我們所知,我們周圍看到的一切都是由四種基本力量控制的。
重力,電磁力,強核力和弱核力。
將所有這些力(重力除外)結合在一起的理論是物理學的標準模型。
儘管幾十年來進行的實驗已經驗證了標準模型,但它還不完整。
例如,它不能把引力和其他三種力統一起來,也不能解釋暗物質和暗能量,而暗物質和暗能量佔可觀測宇宙的96%。和。
這就是為什麼物理學家幾十年來一直在尋找第五種力,而找到它們的一個地方就是底夸克或美夸克的衰變。它是一種不穩定的粒子,在衰變為其他粒子之前,它僅存活1.5萬億秒。
當一個美麗的軟木塞腐爛時,它會透過弱力的影響轉變成一組更輕的粒子,比如電子。
因此,大自然的新力量讓我們瞭解它的方式之一就是微妙地改變美夸克衰變成不同型別粒子的頻率。
根據標準模型,軟木在衰變時不應該區分電子和介子。介子是電子的碳複製體。除了它重200倍之外,美夸克衰變成介子的速率必須等於電子。但在21年3月,研究人員發現介子衰變只是發生了。大約85%是電子衰變。
大自然似乎更喜歡一種衰變通道而不是另一種,這違反了萊夫頓普世定律。
物理學家相信未知力一定是在大學裡打破了左定律。我們可能即將在物理學上取得重大突破,但還需要更多的資料來證實這種新力量的存在。
儘管旅行者一號是離地球最遠的航天器,但它為我們提供了有趣的深空資訊。這正是它在5月20日所做的。
這是人類探測到的最遠的人造物體,等離子體波和恆星內部空間的穩定嗡嗡聲出乎意料。這種嗡嗡聲是持久的,持續時間很長,大約3000赫茲的低頻消失。
等離子體是一種熱的、在電離氣體中擴散的氣體,由從原子中剝離出來的電子組成,也存在於星際介質中。電子在等離子體中的運動導致熱激發等離子體振盪或準熱理想。
多虧了它的內側等離子體波系統,旅行者一號已經能夠很好地測量這些星際介質中的等離子體振動。
因為旅行者一號已經探測到大約8個不同的等離子體振盪事件,其長度從幾天到一整年不等。
這些事件主要是由於電子運動的不穩定性造成的,因為它們與太陽產生的激波相互作用。然而,在2017年,旅行者1號開始在高能事件之外探測到微弱、穩定和持久的等離子體訊號。
新探測到的訊號比等離子體振盪事件要窄。它的頻率穩定在3000赫茲,頻寬限制在40赫茲。此外,這一微弱訊號持續了近3年,是迄今為止記錄到的最長的連續等離子體訊號。
在過去的三年裡,旅行者1號航行了大約10個天文單位的距離,也就是大約9.3億英里。但訊號保持不變,因為測量到的訊號剛好高於“旅行者一號”等離子體波系統儀器的噪聲閾值。研究人員沒想到會發現類似的東西。
雖然這種訊號很安靜,但比科學家之前認為的要強。他的發現將“旅行者一號”的能力推到了它之前認為的極限。此外,該訊號的持續存在表明,旅行者可能在未來也會繼續探測到它。
蟲洞是時空的入口,是長途星際旅行的捷徑,起源於愛因斯坦的廣義相對論。蟲洞是一個高度彎曲的時空區域,它連線著空間中兩個極其遙遠的點,就像一個隧道。然而,這些奇異的結構是理論上的,在自然界中還沒有被直接觀察到。
此外,數學表明,這種蟲洞會非常不穩定,如果有任何東西試圖穿過它們,它們最終會立即坍塌,穿過的物質會消失。蟲洞提供給宇宙中其他地方的連線將被永遠切斷。以前的模型表明,保持熱洞開放的唯一方法是用一種負質量的奇異形式的物質。但在1921年,兩種不同的理論被提出,根據它們,時間旅行實際上可以透過蟲洞實現。如果我們遵循一些約束條件,對正常物質也是如此。所以在第一種方法中,發表於2021年3月,研究人員選擇了一種相對簡單的經典方法。他們將相對論的元素與量子力學和經典電動力學結合起來。
他們發現,如果我們把狄拉克方程納入我們的數學,它將允許蟲洞的存在,可以被物質穿越,比如電子。
提供電荷和蟲洞質量之間的比率超過了一定的限制。
根據這個理論,即使是電磁波也可以穿越時空中的小隧道。
然後在第二種方法中,發表於21年9月,科學家們使用了一種被稱為廣義混合度規則帕拉蒂尼重力的微調形式,使蟲洞可以透過。
雖然這個理論建立在愛因斯坦的廣義相對論上,但它允許物質、能量和空間在時間上有更多的靈活性和關係。人們發現,用普通物質的雙層薄殼將蟲洞的入口分層,這樣就可以在不使用任何外來物質和負能量的情況下透過蟲洞。
儘管這兩種方法還只是在論文中,研究人員希望在未來透過實驗來驗證他們的理論。如果這些理論被證明是正確的,那麼它不僅會讓我們的科幻夢想成真,而且還會挑戰我們目前對宇宙的理解。
霍金給出了他的一個定理,根據這個定理,黑洞的大小不能隨著時間的推移而減小。
這個定理,被稱為黑洞面積定理,適用於一個類似的熱動力學原理,在trumpy不能隨著時間減少。
在21年7月提出41年後,科學家們透過分析兩個黑洞產生的引力波,終於證明了斯蒂芬·霍金的黑洞面積定律。
如果霍金的面積定理成立,那麼合併形成的新黑洞的視介面積,不應該小於其母黑洞的總視介面積。綜上所述,研究人員將ligo記錄的引力波資料分成兩類,一種是暗物質前後的引力波資料。
後來,他們用這兩種測量方法來計算每一類黑洞的表面積,並發現合併後的黑洞的總表面積大於兩個較小黑洞的總和。
這意味著事件的總視介面積在合併後並沒有減少。這一結果的可信度為95%,從而鞏固了霍金的區域定律。然而,儘管這是一個突破,但這一證實卻與霍金輻射的另一個關鍵理論相矛盾,霍金輻射理論認為黑洞隨著時間的推移會自發地發出熱輻射。
記住這一點,研究小組的目標是測試未來的引力波訊號,看看它們是否可能進一步證實霍金定理或新物理學的種子。
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