“周期表”组织黑洞轨道动物园

2017-03-20 01:06:07

大卫·希加(David Shiga)物理学家发现了一个奇怪路径的动物园隐藏的秩序,物体可以在黑洞周围的弯曲空间中追踪,从而可以创建黑洞轨道的“周期表”获得的见解可以帮助科学家们集中精力寻找引力波,即大型物体运动引发的空间涟漪,如一对轨道黑洞在远离黑洞的情况下,物体将围绕着巨大的物体轨道追踪椭圆,就像太阳系中的行星绕太阳运行一样但非常接近黑洞,爱因斯坦的广义相对论理论预测了更多的怪异行为,因为黑洞的超强引力场扭曲了空间结构例如,物体可能在朝向黑洞的细长路径上行进,然后在孔上紧紧地环绕一次或多次,然后再在伸出的路径上向外甩出制作这种近距离传球的物体遵循的路径基本上不会以完全相同的方式重复,它们的路线由物体的精确起始轨迹和速度设定因此,在令人眼花缭乱的各种可能轨道中发现任何隐藏的秩序似乎是不可能的,但美国纽约市哥伦比亚大学的物理学家Janna Levin和Gabe Perez-Giz就是这样做的他们使用数学模型,其中物体的起始轨迹和速度以恰当的方式调整,以使其轨道最终完全重复 - 作者称在现实世界中永远不会出现的“完美”情境一个例子是三叶草模式,其中对象描绘出模式中的每个叶子,然后当它返回到它的起始点时重复整个事物 “这与我们在行星轨道行为中看到的完全不同,”莱文告诉“新科学家”杂志研究人员发现,关键在于,对于真实世界物体可能遵循的每条非重复路径,都会有相应的重复路径跟踪一个非常相似的路线例如,在椭圆轨道上行进的物体,其中轨道本身在其周围进行或旋转,可以通过具有1000万个重叠花瓣的花状结构来建模这一发现使团队能够将所有可能的路径组织成不同的组,基于它们类似的重复路径 - 为黑洞轨道创建周期表 “他们把自己整理得很漂亮,”莱文说这对于寻找引力波的科学家来说非常有用,引力波是由诸如黑洞之类的大质量物体的运动引起的这是因为在它们合并之前由两个轨道黑洞产生的引力波的实际模式取决于它们的轨道形状更好地理解这些轨道可以让物理学家更好地了解引力波天文台的数据中的内容,这些天文台在搜索整个天空时有一系列令人困惑的可能信号由于成对的轨道黑洞用10个左右的关键数字来描述 - 包括它们的质量,旋转速率和自旋方向,新的周期表可以帮助物理学家从他们从这些对中观察到的任何引力波来确定这些物理特征,Levin说 “我认为之前没有人试图创造这样的分类,”美国费耶特维尔阿肯色大学的黑洞专家Daniel Kennefick说 “很可能是一个非常富有成效的想法,