可能存在一種黑洞，違背愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，但符合霍金的黑洞理論

　　鳳凰網(wǎng)科技訊北京時(shí)間 2 月 3 日消息，當(dāng)兩顆中子星在遙遠(yuǎn)的太空相撞時(shí)，它們會(huì)強(qiáng)有力地“攪動(dòng)”宇宙——這就是 2017 年科學(xué)家探測(cè)到的引力波。Space 網(wǎng)站刊文稱(chēng)，通過(guò)對(duì)探測(cè)引力波的數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真研究，兩名物理學(xué)家認(rèn)為，他們發(fā)現(xiàn)可能存在一種新型黑洞的證據(jù)：不符合根據(jù)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論推導(dǎo)出的光滑的黑洞模型。

　　在廣義相對(duì)論中，黑洞是一種簡(jiǎn)單的天體：被無(wú)限壓縮的奇點(diǎn)，四周是光滑的事件視界，光線、能量或物質(zhì)都無(wú)法穿過(guò)事件視界而逃出黑洞的“魔爪”。在此之前，我們收集的所有有關(guān)黑洞的數(shù)據(jù)，都支持廣義相對(duì)論黑洞模型。

　　但在 20 世紀(jì) 70 年代，霍金發(fā)表的一系列論文表明，事件視界沒(méi)有那么光滑。相反，與量子力學(xué)相關(guān)的一系列作用，使得事件視界是不光滑的，使得“霍金輻射”得以從黑洞逃逸。此后數(shù)年，科學(xué)家提出了諸多其他的黑洞模型也應(yīng)運(yùn)而生，在這些黑洞模型中，光滑、完美的事件視界被不光滑的事件視界所取代。

　　物理學(xué)家最近預(yù)測(cè)，新形成黑洞事件視界不光滑的情況尤其嚴(yán)重——大到足以反射引力波的水平，在黑洞形成信號(hào)中產(chǎn)生了引力波回波信號(hào)。在中子星碰撞發(fā)生后，兩位物理學(xué)家認(rèn)為，他們已經(jīng)找到了這種類(lèi)型的引力波信號(hào)。

　　加拿大滑鐵盧大學(xué)物理學(xué)家、論文共同作者尼義什·阿夫肖迪（Niayesh Afshordi）表示，如果引力波回波信號(hào)是真實(shí)存在的，它一定是由量子黑洞不光滑的事件視界產(chǎn)生的。

　　阿夫肖迪向 Live Science 表示，“根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，物質(zhì)可以在很遠(yuǎn)的距離上圍繞黑洞運(yùn)行，但在事件視界附近的物質(zhì)會(huì)掉入黑洞。”

根據(jù)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論，黑洞的事件視界應(yīng)當(dāng)是光滑的

　　他說(shuō)，因此，在靠近黑洞的空間，不應(yīng)該有任何物質(zhì)能反射引力波。即使是周?chē)嬖谖镔|(zhì)盤(pán)的黑洞，事件視界附近的空間也應(yīng)當(dāng)空空如一。

　　阿夫肖迪稱(chēng)，“只有事件視界外部存在一些量子結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)，能解釋我們預(yù)計(jì)（和觀察到）的時(shí)延。”

　　這背離了根據(jù)廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)的黑洞模型。

　　現(xiàn)有引力波探測(cè)器生成的數(shù)據(jù)存在噪音，難以正確解讀，容易出現(xiàn)誤報(bào)。由黑洞周?chē)牧孔幽：a(chǎn)生的引力波回波，應(yīng)當(dāng)是一種全新的探測(cè)活動(dòng)。但阿夫肖迪表示，在兩顆中子星相撞后很短時(shí)間內(nèi)，形成的事件視界足夠不光滑，產(chǎn)生的引力波回波足夠強(qiáng)，足以被現(xiàn)有的探測(cè)器探測(cè)到。

　　沒(méi)有參與這項(xiàng)研究的維拉諾瓦大學(xué)天體物理學(xué)家喬伊·尼爾森（Joey Neilsen）表示，阿夫肖迪團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果是令人信服的——特別是不止一個(gè)引力波探測(cè)器探測(cè)到了引力波回波信號(hào)。

　　尼爾森向 Live Science 表示，“這比在數(shù)據(jù)中尋找一種特定類(lèi)型信號(hào)更有說(shuō)服力。”

　　不過(guò)他也表示，他需要看到更多信息，才能絕對(duì)相信引力波回波是真實(shí)存在的，“在得出確鑿的結(jié)論前，我希望了解所有數(shù)據(jù)”。

　　麻省理工學(xué)院天體物理學(xué)家馬克西米利亞諾·伊西（Maximiliano Isi）對(duì)此持懷疑態(tài)度。

　　他向 Live Science 表示，“這不是該研究團(tuán)隊(duì)第一次提出這一觀點(diǎn)。令人遺憾的是，其他研究團(tuán)隊(duì)無(wú)法重現(xiàn)他們的結(jié)果。”

　　伊西提到一系列論文，稱(chēng)相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)在相同的數(shù)據(jù)中均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)引力波回波信號(hào)，其中 6 月份發(fā)表的一篇論文采用“更精細(xì)和更強(qiáng)大的分析技術(shù)”。

　　阿夫肖迪表示，他的研究的優(yōu)勢(shì)是更靈敏，更可靠的模型能夠探測(cè)到更微弱信號(hào)，“我們的發(fā)現(xiàn)......從統(tǒng)計(jì)學(xué)上來(lái)說(shuō)在 12 次搜索中是最有意義的，誤報(bào)的概率約為十萬(wàn)分之二”。

　　尼爾森稱(chēng)，即使引力波回波信號(hào)是真實(shí)存在的，科學(xué)家們?nèi)匀粺o(wú)法精確地了解產(chǎn)生這種現(xiàn)象的天體。

　　他說(shuō)，“這項(xiàng)研究的有趣之處在于：對(duì)于兩顆中子星碰撞后的結(jié)果我們一無(wú)所知：會(huì)立即形成一個(gè)黑洞？還是會(huì)形成一些短命的中間天體？”

　　伊西表示，數(shù)據(jù)中可能存在引力波回波信號(hào)，這將非常重要。他對(duì)此還不是十分確信。

　　尼爾森指出，不論數(shù)據(jù)如何處理，很顯然的是，阿夫肖迪團(tuán)隊(duì)的研究對(duì)象，都值得進(jìn)一步探索，“在天體物理學(xué)領(lǐng)域，這是一片尚未開(kāi)墾的處女地，是令人激動(dòng)的”。 (作者/霜葉)

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總結(jié)

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