중력파 천문학은 우리에게 또 다른 큰 선물을주었습니다. 보고있다 하나의 확인 스티븐 호킹에 대한 예측 블랙홀.
2015 년 GW150914에서 이루어진 최초의 중력파 탐지 분석은 호킹 지역 이론을 확인했습니다. 고전 물리학에서 블랙홀의 이벤트 지평선 영역은 성장할 수만 있고 결코 작아 질 수 없다고 말합니다.
이 작업은 우리에게 이러한 신비를 조사하고 우주에 대한 이해의 한계를 테스트 할 수있는 새로운 도구를 제공합니다.
“다양한 조밀 한 물체의 동물원이있을 수 있으며, 일부는 아인슈타인과 호킹의 법칙을 따르는 블랙홀이지만 다른 일부는 약간 다른 몬스터 일 수 있습니다.” 천체 물리학 자 Maximiliano Essi는 다음과 같이 말했습니다. 매사추세츠 공과 대학의 Kavli 천체 물리학 및 우주 연구 연구소에서.
“그래서이 시험을 한 번 봤는데 끝난 게 아니에요. 한 번 해봤는데 그게 시작이에요.”
호킹은 1971 년에 자신의 이론을 처음으로 제안했습니다. 그는 블랙홀의 사건 지평선의 표면적이 결코 줄어들지 않고 증가 할 것이라고 예측했습니다.
사건 지평선은 블랙홀 자체가 아니라 진공 상태에서 빛의 속도가 블랙홀의 특이점에 의해 생성 된 중력장으로부터 탈출 속도를 얻기에 불충분 한 반경입니다. 블랙홀의 질량에 비례합니다. 블랙홀은 질량을 얻을 수 있기 때문에 일반 상대성 이론, 이벤트 지평선은 성장할 수 있어야합니다.
(이 증분 전용 모델은 또 다른 정리, 두 번째 법칙과 이상하게 유사합니다. 열역학. 그것은 우주에서 질서에서 혼돈으로의 진행 인 엔트로피가 증가 할 수밖에 없다고 말합니다. 블랙홀에는 또한 그에 따른 엔트로피가 있습니다. 정비례 이벤트 지평선 표면적에.)
계산적으로 영역 이론은 실현되지만 관찰 관점에서 확인하기는 어렵습니다. 주로 블랙홀은 감지 가능한 방사선을 방출하지 않기 때문에 직접 관찰하기가 매우 어렵 기 때문입니다. 그러나 우리는이 신비한 물체들 사이의 충돌의 결과로 시공간을 통해 전파되는 중력 파문을 발견했습니다.
이것은 GW150914, 요약입니다 Bloop LIGO 간섭계가 기록한 충돌로부터 모든 것이 바뀌 었습니다. 이것은 하나가 아니라 두 개의 블랙홀을 직접 발견 한 최초의 사례였습니다. 함께 그들은 더 큰 블랙홀을 형성했습니다.
그리고이 블랙홀은 마치 종소리처럼 희미하게 울렸다. 2019 년에 Isi와 그의 동료들은이 공명 신호를 감지하는 방법을 알아 냈습니다. 이제 그들은 그것을 해독하고 최종 블랙홀의 질량과 스핀을 계산하기 위해 그것을 해독했습니다.
그들은 또한 이전에 병합 된 블랙홀의 질량과 회전을 계산하기 위해 병합 신호에 대한 새로운 분석을 수행했습니다. 질량과 회전은 사건 지평선 지역과 관련이 있기 때문에 세 물체 모두에 대한 사건 지평선을 계산할 수있었습니다.
이벤트 지평선의 크기가 줄어들 수 있다면 최종 병합 된 블랙홀의 이벤트 지평선은 생성 된 두 블랙홀의 이벤트 지평선보다 작아야합니다. 그들의 계산에 따르면 두 개의 작은 블랙홀의 총 이벤트 지평선 면적은 235,000 평방 킬로미터 (91,000 평방 마일)입니다. 최종 블랙홀의 면적은 367,000 평방 킬로미터입니다.
“데이터는 합병 후 지평선 면적이 증가했으며 지역의 법칙이 매우 높은 확률로 만족된다는 것을 압도적으로 확신합니다.” Issa 말했다.
“우리의 결과가 우리가 기대하는 모델과 일치하고 복잡한 블랙홀 합병에 대한 우리의 이해를 확인한 것은 다행이었습니다.”
적어도 단기적으로. 고전 물리학과 잘 맞지 않는 양자 역학 하에서 호킹은 나중에 매우 오랜 시간에 걸쳐 블랙홀이 우리가 지금 부르는 흑체 복사의 형태로 질량을 잃을 것이라고 예측했습니다. 호킹 방사선. 따라서 블랙홀의 이벤트 지평선은 여전히 결국 줄어들 수 있습니다.
분명히 이것은 미래에 더 면밀히 연구되어야 할 것입니다. 한편, Isi와 그의 팀은 블랙홀과 우주 물리학에 대한 더 많은 통찰력을 얻기 위해 다른 중력파 관측을 검증 할 수있는 새로운 도구 상자를 제공했습니다.
“중력파 데이터에 대해 새롭고 혁신적인 방식으로 생각할 수 있고 이전에는 할 수 없었던 질문을 떠 올릴 수 있다는 것은 고무적입니다.” Issa 말했다.
“우리는 우리가 이해한다고 생각하는 것의 기질에 직접적으로 말하는 정보를 계속해서 추출 할 수 있습니다. 언젠가이 데이터는 우리가 예상하지 못한 것을 드러 낼 수 있습니다.”
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“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”