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引力波訊號的回波表明,黑洞的事件視界可能比科學家目前認為的更為複雜。

滑鐵盧大學的研究報告首次嘗試探測到這些回波,這是由圍繞新形成的黑洞的微觀量子“絨毛”引起的。

引力波是時空結構中的漣漪,它是由巨大的緊湊物體(例如黑洞或中子星)在空間中的碰撞引起的。

“根據愛因斯坦的廣義相對論,一旦經過了黑洞的不可逆轉的點,即事件視界,就無法從黑洞的引力中逃脫,”滑鐵盧物理學和天文學教授尼亞耶什·阿夫索迪(Niayesh Afshordi)解釋說。“這是科學家的長期了解,直到史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)使用量子力學來預測量子粒子將緩慢地從黑洞中洩漏出來,我們現在將其稱為霍金輻射。

阿夫索迪說:“直到最近才發現引力波,科學家才能實驗確定是否有任何物質逃逸出黑洞。如果黑洞周圍確實存在霍金輻射引起的量子模糊,引力波可能會從其反彈,這將在主要引力碰撞事件之後產生較小的引力波訊號,類似於重複回波。”

阿夫索迪和他的合著者來自德國馬克斯·普朗克引力物理研究所(Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik)的耶希德·阿貝迪(Yahed Abedi),報告了這些重複回波的第一個初步發現,提供了實驗證據,表明黑洞可能與愛因斯坦相對論所預測的完全不同,並且缺乏事件視野。

他們使用LIGO/Virgo引力波探測器首次觀測到中子星碰撞的引力波資料。

阿夫索迪和阿貝迪觀察到的回波與黑洞模型預測的模擬回波匹配,黑洞模型解釋了量子力學和霍金輻射的影響。

阿夫索迪說:“我們的結果仍然是暫定的,因為我們看到的可能性很小,是由於探測器中的隨機噪聲引起的,但是隨著我們發現更多的例子,這種機會變得不太可能。現在科學家知道我們在尋找什麼,我們可以尋找更多的例子,並對這些訊號進行更可靠的確認。這種確認將是對時空量子結構的首次直接探索。”

這項名為“深淵的回波:GW170817雙中子星合併的高度自旋的黑洞殘餘”的研究於11月發表在《宇宙科學與天體物理學雜誌》上,並於本月獲得了布加勒斯特宇宙學獎第一名。

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