模拟揭示了黑洞合并和其他时空碰撞的电动力学性质

引力波是由大质量物体的加速或扰动产生的携带能量的波。这些波于 2015 年首次被直接观测到,已知是在各种宇宙学现象中产生的,包括两个相互绕轨道运行的黑洞(即双黑洞)之间的合并。

来源:英国物理学家网首页
具有引力电场(上)和磁场(下)的旋转黑洞。以颜色显示的是引力电荷密度。图片来源:Boyeneni、Wu 和 Most。

引力波是由大质量物体的加速或扰动产生的携带能量的波。这些波于 2015 年首次被直接观测到,已知是在各种宇宙学现象中产生的,包括两个相互绕轨道运行的黑洞(即双黑洞)之间的合并。

研究引力波可以提供有关引力的宝贵见解,引力是爱因斯坦广义相对论描述的基本力。广义相对论将引力定义为由质量和能量引起的时空弯曲。

引力波 相对论

过去的研究表明,当引力效应特别明显时(即在强场状态下,例如与双黑洞合并相关的情况),引力就会变得非线性。更多地了解这些非线性动力学有助于测试和改进现有的重力理论。

非线性动力学

加州理工学院的研究人员进行了新的模拟,使用麦克斯韦方程(通常用于研究电磁学的方程)来构建重力,而不是传统的广义相对论方程。

他们的论文发表在《物理评论快报》上,介绍了一种新的有前途的方法来研究双黑洞合并和其他时空碰撞的引力动力学。

发表于《物理评论快报》 物理评论快报

“我们的研究受到两件事的启发,”该论文的资深作者 Elias R. Most 告诉 Phys.org。

“在预测射电瞬变以合并致密天体(例如中子星和黑洞)的背景下,我们对黑洞周围的规则电场和磁场进行了广泛的研究,模拟了它们的动力学,并对它们的行为有了很好的了解。

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