天氣網(wǎng)訊，一提到黑洞，想必大家都毛骨悚然。近日，有科學(xué)家團(tuán)隊(duì)探測(cè)到了兩個(gè)黑洞碰撞產(chǎn)生的引力波信號(hào)，之后在2017年又宣布首次探測(cè)到兩個(gè)中子星并合產(chǎn)生的引力波信號(hào)。據(jù)了解，引力波是愛因斯坦在1916年根據(jù)廣義相對(duì)論所預(yù)言的一種神秘現(xiàn)象。

黑洞

發(fā)現(xiàn)引力波是意義非凡的，這不僅又一次驗(yàn)證了愛因斯坦的廣義相對(duì)論，還可能開啟人類引力波天文學(xué)的新時(shí)代。引力波是發(fā)現(xiàn)了，但還有一個(gè)基本的問題等待解答——產(chǎn)生引力波的兩個(gè)黑洞是如何發(fā)生碰撞與合并的呢?

兩個(gè)黑洞要發(fā)生碰撞與合并，顯然它們之間的距離要非常近。據(jù)估計(jì)，這個(gè)距離或許只有五分之一個(gè)天文單位(地球到太陽的平均距離)。要明白，這些黑洞的前身是大質(zhì)量恒星，它們最終演化成兩個(gè)黑洞并合二為一必然是一個(gè)匪夷所思的過程。

2015年，LIGO團(tuán)隊(duì)宣布他們首次探測(cè)到了兩個(gè)黑洞碰撞產(chǎn)生的引力波信號(hào)，之后在2017年又宣布首次探測(cè)到兩個(gè)中子星并合產(chǎn)生的引力波信號(hào)。這一次，在北京時(shí)間8月15日，LIGO團(tuán)隊(duì)宣布再次探測(cè)到一組引力波信號(hào)，并認(rèn)為這次可能是由黑洞和中子星之間的碰撞產(chǎn)生的。

廣義相對(duì)論預(yù)言了時(shí)空的漣漪——引力波的存在，但如果量子理論是正確的，那么引力波也應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出波粒二象性。到目前為止，科學(xué)家對(duì)于引力波的探測(cè)都只局限在其“波”的特性，組成引力波的粒子——引力子真實(shí)存在嗎?我們要如何探測(cè)探測(cè)引力波的“粒子”特性呢?

2016年2月，LIGO發(fā)表了一項(xiàng)聲明，徹底改變了人們對(duì)宇宙的圖像：在10多億光年之外，兩顆質(zhì)量分別為36和29個(gè)太陽質(zhì)量的巨大黑洞相互旋進(jìn)并合。這次并合事件的結(jié)果是產(chǎn)生了一個(gè)62個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E = mc2，剩下的3個(gè)太陽質(zhì)量轉(zhuǎn)化為純粹的能量，以引力波的形式在整個(gè)宇宙中蕩漾。

自那之后，LIGO探測(cè)到的引力波信號(hào)數(shù)量已經(jīng)上升到兩位數(shù)，引力波如今也已經(jīng)極大地加深了我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。然而，所有這些仍然只是根據(jù)廣義相對(duì)論這一經(jīng)典的引力理論得出的關(guān)于宇宙的信息。如果量子物理學(xué)是正確的，那么即便是對(duì)于引力波，波粒二象性也是真實(shí)存在的。接下來我們討論這到底意味著什么。

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