引力波发现卓越中心 黑洞尖端
荣誉:ARC引力波发现卓越中心 由ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)领导的一组引力波研究人员报告说，当两个黑洞碰撞并合并时，剩余的黑洞“啁啾”不是一次，而是多次，发出引力波——在结构空间和时间上的强烈波纹——揭示了关于其形状的信息。
他们的研究发表在《通信物理学》上
黑洞是宇宙中最迷人的物体之一
在它们的表面，也就是所谓的视界，引力是如此之强，以至于连光都无法逃脱
通常情况下，黑洞是无声的物体，吞噬任何离它们太近的东西；然而，当两个黑洞碰撞并融合时，它们产生了宇宙中最灾难性的事件之一:在几分之一秒的时间内，一个高度变形的黑洞形成并释放出巨大的能量，当它稳定在最终状态时
这一现象给了天文学家一个独特的机会来观察快速变化的黑洞，并探索最极端形式的引力
尽管碰撞的黑洞不产生光，天文学家可以观察到它们产生的引力波——空间和时间结构中的波纹
科学家推测，碰撞后，残余黑洞的行为是理解重力的关键，应该被编码在发出的引力波中
在《通信物理学》发表的文章中，由奥兹格拉夫校友教授领导的科学家们
胡安·卡尔德龙·巴斯蒂洛报道了引力波是如何编码黑洞融合后的形状的
无花果
一个
答:黑洞合并的阶段
首先，在吸气阶段，两个黑洞互相环绕，慢慢靠近
第二，两个黑洞合并，形成一个扭曲的黑洞
最后，黑洞达到了它的最终形态
从碰撞顶部(最左边)和赤道上不同位置(静止)观察到的引力波信号的频率是时间的函数
第一个信号显示典型的“啁啾”信号，其中频率作为时间的函数而上升
另外三个表明，在碰撞后(t=0)，频率下降并再次上升，产生第二个“啁啾”
信用:C
埃文斯，J
卡尔德龙·巴斯蒂洛 佐治亚理工学院的研究生和合著者克里斯托弗·埃文斯
S
)说，“我们用超级计算机模拟了黑洞碰撞，然后将残余黑洞快速变化的形状与它发出的引力波进行了比较
我们发现这些信号比通常认为的要丰富和复杂得多，这让我们能够更多地了解最终黑洞形状的巨大变化
" 来自碰撞黑洞的引力波是被称为“啁啾”的简单信号
“当两个黑洞相互靠近时，它们会发出一个频率和振幅不断增加的信号，表明轨道的速度和半径
教授
卡尔德隆·布斯蒂洛说:“随着两个黑洞越来越近，信号的音高和振幅也在增加
碰撞后，最后残留的黑洞发出一个具有恒定音调和衰减幅度的信号——就像钟声被敲响一样
“当从顶部研究碰撞时，这个原理与迄今为止的所有引力波观测一致
然而，研究发现，如果从最终黑洞的“赤道”观察碰撞，会发生完全不同的情况
“当我们从它们的赤道观察黑洞时，我们发现最终的黑洞会发出一个更复杂的信号，在它死亡之前，音调会上下波动几次，”教授说
卡尔德龙·巴斯蒂洛
“换句话说，黑洞实际上鸣叫了几次
" 无花果
2
黑洞碰撞后残余黑洞形状的细节，有一个“栗子形状”
强引力波发射区域(黄色)在其尖端附近聚集
这个黑洞旋转，使尖端指向它周围的所有观察者
信用:C
埃文斯，J
卡尔德龙·巴斯蒂洛 研究小组发现，这与最终黑洞的形状有关，它的作用就像一种引力波灯塔:“当两个最初的母黑洞大小不同时，最终黑洞最初看起来像一个栗子，一边有一个尖点，另一边有一个更宽、更平滑的背面，”布斯蒂洛说
“事实证明，黑洞通过其最弯曲的区域发出更强的引力波，这些区域就是围绕其尖端的区域
这是因为残余黑洞也在旋转，它的尖端和背面反复指向所有观察者，产生多重啁啾
" 合著者:教授
佐治亚理工学院物理学院前主席、现为德克萨斯大学奥斯汀分校教授的帕布罗·拉古纳说:“虽然引力波和最终黑洞行为之间的关系早已被推测，但我们的研究提供了这种关系的第一个明确的例子
"
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