科学家发现隐藏在黑洞振动中的螺旋交响曲

加州理工学院的科学家创建了一个混合量子记忆,将电气信息转换为声音,从而使量子状态持续30倍,比在标准超导系统中长30倍。它们的机械振荡器,例如显微镜调谐叉,可以为可扩展可靠的量子存储铺平道路。传统计算机依靠[...]使用高级数学,科学家在黑洞的振动中发现了一种复杂而美丽的频率模式,提供了一种强大的新方法,以了解他们在碰撞或涟漪中通过时空的声音。黑洞代表了宇宙中一些最极端和最神秘的地区。这些对象施加如此强烈的[...]

来源:SciTech日报
黑洞不仅会扭曲空间,还会唱歌。现在,我们第一次弄清楚了它们的宇宙回声到底是什么样的。图片来源:Shutterstock

利用高等数学,科学家们发现了黑洞振动中复杂而美丽的频率模式,提供了一种强大的新方法来理解它们在时空碰撞或产生涟漪时的声音。

黑洞代表了宇宙中一些最极端和神秘的区域。这些物体施加如此强烈的引力,可以极大地弯曲空间和时间。当黑洞受到干扰时,例如在碰撞期间,它开始以一种称为准正常模式的特定模式振动。这些振动在时空结构中产生涟漪,发出可以在远离源头的地方检测到的引力波。

黑洞 拟正规模式 引力波

时空的鸣响

黑洞合并等事件产生的引力波强大到足以到达地球,使科学家能够测量黑洞的关键特性,包括其质量和形状。然而,准确计算这些振动仍然是一个艰巨的挑战,特别是对于快速衰减的较弱信号。

为了克服这个问题,京都大学的一个团队探索了一种不同的策略。他们转向一种称为精确 Wentzel-Kramers-Brillouin(或精确 WKB)分析的数学方法。这种方法使他们能够密切跟踪波如何从黑洞向外传播。尽管这项技术在数学领域的研究已经有一段时间了,但它在物理学(尤其是黑洞研究)中的应用仍然相对较新。

精确的 Wentzel-Kramers-Brillouin 精确的 WKB
斯托克斯曲线和黑洞的图像。图片来源:KyotoU / Taiga Miyachi

复数和黑洞几何

数学中被忽视的模式

斯托克斯曲线

混沌中的美丽

接下来会发生什么

物理回顾 D DOI:10.1103/1gmr-9f1g 加入 SciTechDaily 时事通讯。 谷歌 发现