利用弦理论创建物质的新模型 “五维黑洞”如同它的密度一样大

利用弦理论创建物质的新模型“五维黑洞”如同它的密度一样大例如，目前还不知道通常被困在中子中的夸克，在碰撞后是否会以自由形式出现。位于韩国浦项的亚太理论物理中心的MattiJärvinen博士、TunaDemircik博士和来自德国法兰克福歌德大学理论物理研究所的ChristianEcker博士现在创建了一个新的模型，使他们能够进一步回答这个问题。他们将核物理学中不适用于高密度的模型与弦理论中采用的一种方法结合起来，以描述向密集和热夸克物质的过渡。新方法的插图：研究人员使用五维黑洞（右）来计算强耦合物质的相图（中），从而能够模拟中子星合并和产生的引力波（左）。资料来源：法兰克福歌德大学/浦项亚太理论物理中心"我们的方法使用了弦理论中发现的一种数学关系，即五维黑洞和强相互作用物质之间的对应关系，来描述密集核物质和夸克物质之间的相变，"Demircik博士和Järvinen博士解释。埃克尔博士补充说："我们已经在计算机模拟中使用了新的模型来计算来自这些碰撞的引力波信号，并表明热和冷夸克物质都可以产生。"他与法兰克福歌德大学LucianoRezzolla教授工作小组的SamuelTootle和KonradTopolski合作实现了这些模拟。接下来，研究人员希望能够将他们的模拟结果与未来从太空测量的引力波进行比较，以便进一步了解中子星碰撞中的夸克物质。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335697.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335697.htm

宇宙中的一切都注定要蒸发 - 霍金的辐射理论并不限于黑洞

宇宙中的一切都注定要蒸发-霍金的辐射理论并不限于黑洞拉德布德大学的MichaelWondrak、WaltervanSuijlekom和HeinoFalcke的新理论研究表明，斯蒂芬-霍金对黑洞的看法是正确的，尽管不是完全正确。霍金辐射理论认为黑洞最终会蒸发，但事件视界并不像人们认为的那样关键。引力和时空的曲率也会导致这种辐射。这意味着，宇宙中的所有大型物体，如恒星的残余物，最终都会蒸发。霍金利用量子物理学和爱因斯坦引力理论的巧妙结合，认为粒子对的自发创造和湮灭必须发生在事件视界附近（超过这个点就无法逃脱黑洞的引力）。一个粒子和它的反粒子从量子场中非常短暂地产生，之后它们立即湮灭。但有时一个粒子落入黑洞，然后另一个粒子可以逃脱，也就是所谓的霍金辐射。根据霍金的说法，这将最终导致黑洞的蒸发。物理学界所提出的施瓦茨柴尔德时空中的引力粒子产生机制示意图。粒子生产事件率在小距离上是最高的，而逃逸概率[由增加的逃逸锥（白色）表示]在大距离上是最高的。资料来源：《物理评论》杂志在这项新的研究中，拉德堡大学的研究人员重新审视了这一过程，并调查了事件视界的存在是否真的至关重要。他们结合了物理学、天文学和数学的技术，研究了如果在黑洞的周围产生这样的粒子对会发生什么。研究表明，新的粒子也可以在远在这个地平线之外被创造出来。迈克尔-翁德拉克"我们证明，除了众所周知的霍金辐射外，还有一种新形式的辐射。"VanSuijlekom："我们表明，在黑洞之外的地方，时空曲率在产生辐射方面发挥了很大的作用。粒子在那里已经被引力场的潮汐力分离。以前人们认为没有事件视界就不可能有辐射，而这项研究表明，这个视界不是必要的。"这意味着没有事件穹界的物体，如死亡恒星的残余物和宇宙中的其他大型物体，也有这种辐射。而且，经过很长一段时间，这将导致宇宙中的一切最终蒸发，就像黑洞一样。这不仅改变了我们对霍金辐射的理解，也改变了我们对宇宙及其未来的看法。这项研究于6月2日发表在美国物理学会（APS）的《物理评论快报》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363275.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363275.htm

实验室中的量子氦龙卷风模拟了黑洞扭曲的时空

实验室中的量子氦龙卷风模拟了黑洞扭曲的时空于是，来自诺丁汉大学（UN）、伦敦国王学院和纽卡斯尔大学的研究人员转而研究流体中的漩涡，因为流体中的漩涡在某种程度上可以模拟太空中物质围绕黑洞旋转的方式。特别是，他们决定看看是否能改进联合国黑洞实验室之前发明的一种方法，即在一个特殊设计的水槽中的旋涡可以揭示黑洞周围发生的一种已知的特殊现象，即超光度（superradiance）。(您可以在以下联合国视频中观看该实验）。在这个实验中，他们使用了冷至冰冷的-271°C（-456°F）的超流体氦。超流体是一种粘度接近零的流体。诺丁汉大学数学科学学院的帕特里克-斯万卡拉（PatrikSvancara）是这项研究的第一作者，他介绍说："由于超流体氦的粘度极小，我们能够细致地研究它们与超流体龙卷风的相互作用，并将研究结果与我们自己的理论预测进行比较。"在超流体氦被冷却到的温度下，它开始表现出量子特性，这可能导致它变得不稳定。不过，一个定制的腔室让研究小组得以控制住流体，减轻了量子效应。斯万卡拉说："超流体氦含有被称为量子漩涡的微小物体，它们往往会相互扩散。在我们的装置中，我们成功地将数万个这样的量子限制在一个类似小型龙卷风的紧凑物体中，实现了量子流体领域中强度破纪录的涡流。"通过测量这种超冷超流体表面的波动力学，研究小组得出结论，该系统模仿了与旋转黑洞附近相同的引力条件。希望这一装置能帮助研究小组进一步深入了解黑洞，尽管不断有发现，但黑洞对天体物理学家来说仍有许多谜团。"早在2017年，当我们在最初的模拟实验中首次观测到黑洞物理的清晰特征时，这对于理解一些奇异现象来说是一个突破性的时刻，而这些现象往往是具有挑战性的，甚至是不可能研究的，"黑洞实验室的工作负责人西尔克-魏因富特纳（SilkeWeinfurtner）说。"现在，通过更复杂的实验，我们将这项研究提升到了一个新的水平，最终可以预测量子场在天体物理黑洞周围的弯曲时空中的行为方式。"这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424540.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424540.htm

相互毁灭：邻近星系中的双子星、黑洞和未来时空的涟漪

相互毁灭：邻近星系中的双子星、黑洞和未来时空的涟漪这些恒星围绕着一个共同的重力中心运行，一起被称为双星，位于小麦哲伦星系，距离我们的银河系仅有21万光年。这些恒星每隔三天就会互相绕行一次，是迄今为止观察到的最大的接触性恒星（接触性双星）。但是，正是它们之间相互破坏的关系引起了研究人员的兴趣。利用美国宇航局的哈勃望远镜和欧洲南方天文台（ESO）位于智利的甚大望远镜上的多单元光谱探测器（MUSE）以及其他望远镜收集的长期数据，研究人员测量了来自双星的不同光带（光谱分析）。他们发现，较小恒星的大部分外部包层已经被较大的恒星剥离。该研究的共同作者DanielPauli说："这颗双星是迄今为止观察到的质量最大的接触双星。"较小的、较亮的、较热的恒星质量是太阳的32倍，目前正在向其较大的同伴失去质量，后者的质量是我们太阳的55倍。"研究人员说，在天文演化的计划中，用不了多久，这颗小恒星就会变成黑洞，而这颗恒星的角色将被颠覆。这项研究的主要作者马修-里卡德说："较小的恒星将首先成为黑洞，在短短70万年内，要么通过一个被称为超新星的壮观爆炸，要么它可能大到坍缩成一个黑洞而不向外爆炸。在第一个黑洞开始从它的同伴那里增加质量，对它的同伴进行报复之前，它们将成为约300万年的躁动不安的邻居。"他们的发现通过比较来自处女座干涉仪和LIGO（激光干涉仪引力波观测站）的引力波观测结果与双星演化的理论模型得到了支持。"感谢引力波探测器Virgo和LIGO，在过去几年中已经探测到几十个黑洞合并，"Rickard说。"但是到目前为止，我们还没有观察到预测会塌陷成这种大小的黑洞并在时间尺度上短于或甚至与宇宙年龄大致相当的恒星。"引力波是宇宙中最剧烈和最有能量的过程所引起的时间和空间的无形"涟漪"。最强的引力波是由黑洞碰撞这样的灾难性事件产生的，这将破坏时空，从而发出宇宙涟漪，以光速向各个方向传播。这些涟漪携带着关于其起源的信息。Pauli说："仅仅过了20万年，用天文术语来说就是一瞬间，伴星也将坍缩成一个黑洞。这两颗大质量的恒星将继续围绕对方运行，每隔几天绕一圈，持续数十亿年"。根据这项研究的结果，在黑洞相撞之前我们还有一些时间。但当它们发生时，将产生引力波，在地球上可能会被探测到。慢慢地，它们将通过发射引力波失去这种轨道能量，直到它们每隔几秒钟就互相绕行一次，最终在180亿年后合并在一起，通过引力波释放巨大的能量。有这样的恒星离我们自己的星系如此之近，使研究人员能够进一步了解宇宙的情况。Rickard补充说："在离我们的银河系如此之近的地方发现这种演化途径的恒星，为我们提供了一个极好的机会，可以更多地了解这些黑洞双星是如何形成的。"这项研究已被接受在《天文学和天体物理学》杂志上发表。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357173.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357173.htm

新理论认为超光速粒子可能能够穿越时空回到过去

新理论认为超光速粒子可能能够穿越时空回到过去这个想法是在《发现》杂志的一篇新文章中提出的。把事情分解开来，光速是我们所知的最快速度。据我们所知，没有任何东西比光速更快。光没有质量，所以它不会随着速度的加快而增加尺寸。另一方面，有质量的物体在加速时获得质量，使它们难以跟上光速。但是，这究竟如何转化为具有时间旅行成分的超光子粒子呢？至少在理论上，超光子粒子的速度比光速快。因此，这些粒子必须以某种方式达到一个恒定的速度。否则，它们最终会降到光速以下。这就是时间旅行成分发挥作用的地方。如果超光子粒子可以比光速更快，它们也可以假设发送超过时间限制的信息。因此，可以在你还没有想到要发送消息的时候就把它送回去。这是一个理论的延伸，但最大的问题是我们是否能证明超光速粒子有时间旅行的成分。要做到这一点可能很困难，特别是我们需要首先弄清楚超光子粒子是如何比光速更快。此外，我们还必须弄清楚你是否可以穿越时空。科学家认为虫洞可以允许时间旅行，但证明这样的事情需要多年的研究和探索。假设我们以某种方式弄清了如何进行时间旅行。在这种情况下，我们仍然需要确定无悖论的时间旅行是否可能。了解更多：https://www.discovermagazine.com/the-sciences/is-there-a-particle-that-can-travel-back-in-time...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346185.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346185.htm

量子引力的线索可能隐藏在黑洞发出的"铃声"中

量子引力的线索可能隐藏在黑洞发出的"铃声"中四种基本力中的三种--电磁力、弱核力和强核力--可以被描述为场，并由特定粒子携带。例如，电磁力是由光子携带的，并产生电场和磁场。然而，引力不能以这种方式解释。目前，我们拥有的最佳模型是爱因斯坦的广义相对论，但在某些情况下--比如在黑洞附近--这一理论会崩溃，表明它是不完整的。几十年来，科学家们一直在寻找一种量子引力理论，它将用一种被称为引力子的假想粒子所携带的量子力学来解释这种力量，但到目前为止，证据还没有被我们找到。现在，一对新的研究概述了天体物理学家如何在未来几年寻找线索。引力波是时空结构中的涟漪，由黑洞和/或中子星之间的碰撞等灾难性事件产生，可由LIGO等观测站探测到。研究小组表明，这些碰撞的"音调"可能暗示了与当前模型不完全一致的物理学。"当两个黑洞合并产生一个更大的黑洞时，最终的黑洞会像铃铛一样响起来，"这两项研究的共同作者陈雁北说。"如果某些量子引力理论是正确的，那么铃声的质量，或其音色，可能与广义相对论的预测不同。我们的方法是为了寻找这种响铃阶段的质量差异，例如谐波和泛音"。第一项研究提出了一个新方程，描述了黑洞在不同的量子引力理论下会如何响起。它基于理论物理学家SaulTeukolsky在20世纪70年代首次提出的一个方程。在第二项研究中，研究小组描述了如何将新方程应用于LIGO获得的数据，过滤掉背景噪音。随着LIGO在中断了三年的升级后最近重新启动，我们应该很快就能对量子引力的想法进行测试了。这项研究发表在《物理评论X》和《物理评论通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363555.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363555.htm