天文|史匹哲太空望远镜揭示了黑洞间交织的准确时间( 二 )


更大的天体就意味着会产生更强的引力波 。 在OJ 287黑洞系统中 , 科学家认为质量大的黑洞有足够的质量产生足够强的引力波 , 以至于这束引力波能够明显改变较小黑洞的运动轨道 , 也意味着能够改变闪烁的时间 。
尽管此前 , 许多研究已经证明了 , OJ 287黑洞系统会受到引力波的显著影响 , 但是只有2018年提出的这个模型能够很好的诠释引力在黑洞之间的作用 。 这个模型整合了激光干涉引力波天文台的观测数据 , 将对闪光预测结果的误差缩小到了1.5天 。
这个模型又经过了之后的调试优化 , 将较大黑洞的许多物理特征纳入考虑 , 尤其是所谓的黑洞“无毛”定律 , 将误差进一步的缩小到了4小时 。 天文|史匹哲太空望远镜揭示了黑洞间交织的准确时间
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“无毛”定律是由一个史蒂芬·霍金在内物理学见团队提出 。 因为黑洞的特性 , 它并没有我们认为的“表面” , 仅有一个看不见摸不着的边界——一旦跨越边界 , 一切 , 甚至光速都无法逃脱黑洞 。 很多猜测提出 , 撕裂边界 , 也就是我们所说的黑洞边界 , 应该是不平整、不规则的 。 但是 , 霍金团队提出的“无毛”定律则提出 , 这个边界并非如此 , 而应该是平整的 , 甚至是“连一根毛”都没有 , 这也是为什么这个定律被称为“无毛”定律 。
换句话说 , 如果在黑洞的中轴线上切一刀 , 那么被切开的两部分会是对称的 , 正如我们的地球那样 , 当我们将地球从北极到南极切一刀 , 那么东西两边应该是几乎对称的 , 当然这要建立在忽略掉地球表面跌宕起伏的前提下 。

探索“无毛”定律
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在上世纪70年代 , 加州理工学院名誉教授教授基普·索恩讲解了如何通过环绕着巨大黑洞的卫星证明宇宙的边缘究竟是粗糙还是平整 。 而在OJ 287黑洞系统中 , 以“无毛”定律为基础建立的模型能够准确的预测其中较小黑洞的运动 , 进一步的印证了对这一宇宙奇妙天体特性的猜想是正确的——它肯定了黑洞相对于其旋转轴的对称性 。
那么 , “无毛”定律又是如何影响较小黑洞的轨道随时间的变化呢?事实证明 , 较小黑洞的轨道变化很大程度的依赖于较大的黑洞 。 如果较大黑洞的体积或质量变化将改变较小黑洞的轨道的半径 。 不仅如此 , 较大黑洞的质量分布也很重要 。 想象一下 , 如果较大黑洞一侧的凸起 , 凸起处更大的质量会对时空造成不同的扭曲 , 改变较小黑洞的回道路径 , 从而造成与较大黑洞气盘的碰撞 。
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“证实或者推翻‘无毛’定律对研究黑洞的科学家们至关重要 , ”芬兰图尔库大学的天文物理学家毛利·瓦尔托宁和另一个论文协作家称 , “若无法得知其正确与否 , 我们将完全无法相信霍金提出的那些假想黑洞 , 甚至其他的黑洞 。 ”
学术界将会持续对史匹哲太空望远镜返回的数据进行分析 , 这些数据都储存在了位于帕萨迪纳市加州理工学院IPAC项目的红外数据科学档案馆 。 位于华盛顿的喷气动力实验室将会操控史匹哲太空望远镜为NASA科学任务理事会服务 。 同时 , 以科学研究为目的的望远镜操控也能够在加州理工IPAC项目的史匹哲科学研究中心执行 。 当然 , 这台望远镜的操控总部位于科罗达多州利特尔顿的洛克希德·马丁航天集团 , 而加州理工负责为NASA管理喷气动力实验室
作者:Calla Cofield
FY: Wenky

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