爱因斯坦的广义相对论启发下的全新引力凝聚星模型：就像俄罗斯套娃

爱因斯坦的广义相对论启发下的全新引力凝聚星模型：就像俄罗斯套娃根据法兰克福歌德大学物理学家的研究结果，引力星可能看起来像一个套娃。图片来源：法兰克福歌德大学DanielJampolski和LucianoRezzolla编辑黑洞内部是什么样？这仍然是科学界的一个难题。1916年，德国物理学家卡尔-施瓦兹柴尔德（KarlSchwarzschild）概述了爱因斯坦广义相对论方程的解决方案，根据该方案，黑洞的中心由一个所谓的奇点构成，在这个点上，空间和时间都不复存在。根据这一理论，所有物理定律，包括爱因斯坦的广义相对论，在这里都不再适用；因果关系原理也被中止。这给科学带来了极大的困扰：毕竟，这意味着任何信息都无法从所谓事件视界之外的黑洞中逃逸。这可能是施瓦兹柴尔德的解决方案在很长一段时间内没有引起理论界以外的广泛关注的原因--也就是说，直到1971年发现第一个候选黑洞，随后在2000年代发现银河系中心的黑洞，最后在2019年事件视界望远镜合作组织拍摄到第一张黑洞图像。2001年，帕维尔-马祖尔（PawelMazur）和埃米尔-莫托拉（EmilMottola）对爱因斯坦的场方程提出了一种不同的解法，从而产生了他们称之为引力凝聚星（或称引力星）的天体。与黑洞相反，从理论天体物理学的角度来看，引力星有几个优点。一方面，它们几乎和黑洞一样紧凑，而且在其表面表现出的引力基本上和黑洞的引力一样强，因此在所有实际用途上都类似于黑洞。另一方面，引力星没有事件穹界，也就是说，在事件穹界之内，任何信息都无法传出，它们的核心也不包含奇点。相反，引力星的中心由一种奇异的暗能量组成，它对压缩恒星的巨大引力产生负压。引力星的表面是一层薄薄的普通物质表皮，其厚度趋近于零。法兰克福歌德大学（GoetheUniversityFrankfurt）的理论物理学家丹尼尔-詹波尔斯基（DanielJampolski）和卢西亚诺-雷佐拉（LucianoRezzolla）教授现在提出了广义相对论场方程的解决方案，描述了另一颗引力星内部存在一颗引力星。他们将这个假想天体命名为"nestar"（源自英文"nested"）。丹尼尔-詹波尔斯基（DanielJampolski）在卢西亚诺-雷佐拉（LucianoRezzolla）指导下完成的学士学位论文中发现了这一解法，他说："nestar就像一个俄罗斯套娃，我们的场方程解法可以实现一系列嵌套的引力星。"马祖尔和莫托拉认为，引力星有一个由普通物质组成的近乎无限薄的表皮，而nestar的物质组成的外壳则要厚一些："这样的东西可能存在，这就更容易想象了"。歌德大学理论天体物理学教授卢西亚诺-雷佐拉（LucianoRezzolla）解释说："在施瓦兹柴尔德提出广义相对论中爱因斯坦场方程的第一个解决方案100年后，我们仍然有可能找到新的解决方案，这真是太棒了。这有点像在一条已经被许多人走过的道路上找到一枚金币。遗憾的是，我们仍然不知道这样的引力星是如何产生的。但即使引力星不存在，探索这些解的数学特性最终也有助于我们更好地理解黑洞。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419227.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419227.htm

2023年诺贝尔物理学奖揭晓 由美、德、瑞典三位物理学家分享

2023年诺贝尔物理学奖揭晓由美、德、瑞典三位物理学家分享图片来源：诺贝尔奖委员会官网【近几年诺贝尔物理学奖得主名单】2022年，诺贝尔物理学奖授予法国物理学家阿兰·阿斯佩（AlainAspect）、美国理论和实验物理学家约翰·弗朗西斯·克劳泽（JohnF.Clauser）和奥地利科学家安东·塞林格（AntonZeilinger），以表彰他们在量子信息科学研究方面作出的贡献。2021年，因对我们理解复杂物理系统作出了开创性贡献，日裔美籍科学家真锅淑郎（SyukuroManabe）和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼KlausHasselmann），与意大利科学家乔治·帕里西（GiorgioParisi），分享了2021年诺贝尔物理学奖。2020年，英国科学家罗杰·彭罗斯（RogerPenrose）因证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果，德国科学家赖因哈德·根策尔（ReinhardGenzel）和美国科学家安德烈娅·盖兹（AndreaGhez）因在银河系中央发现超大质量天体，他们分享了2020年诺贝尔物理学奖。2019年，因在我们理解宇宙演化和地球在宇宙中位置的贡献，美国科学家詹姆斯·皮布尔斯和来自瑞士的科学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹，被授予2019年诺贝尔物理学奖。2018年，因在激光物理学领域的突破性发明，发明光镊的美国贝尔实验室科学家阿瑟·阿什金（ArthurAshkin），与发明啁啾脉冲放大技术（CPA）的法国巴黎综合理工学院科学家热拉尔·穆鲁（GérardMourou）和加拿大滑铁卢大学科学家唐娜·斯特里克兰（DonnaStrickland），被授予2018年诺贝尔物理学奖。2017年，因对LIGO探测器（激光干涉引力波天文台）和引力波探测的决定性贡献，美国科学家雷纳·韦斯、巴里·巴里什和基普·索恩被授予2017年诺贝尔物理学奖。2016年，因在拓扑相变和物质拓扑相方面的理论发现，均出生在英国、任职于美国三所不同大学的科学家大卫·索利斯、邓肯·霍尔丹、迈克尔·科斯特利茨被授予2016年诺贝尔物理学奖。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387805.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387805.htm

MICROSCOPE航天器对广义相对论的关键部分进行最精确的测试

MICROSCOPE航天器对广义相对论的关键部分进行最精确的测试在一项新研究中，一个科学家团队展示了对广义相对论的一个关键组成部分--弱等效原理的最精确测试。关于这项研究的一对新研究报告于9月14日发表在《物理评论快报》和《经典与量子引力》专刊上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1316329.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1316329.htm

物理学家创建了环形黑洞的新模型

物理学家创建了环形黑洞的新模型黑洞是空间中引力非常强大的区域，以至于没有任何东西，甚至是光，可以逃脱其牵引。它们是由大质量恒星的残余物形成的，这些恒星已经坍缩到自己身上了。基夫-米特曼说："非线性效应是海滩上的波峰和碰撞时发生的情况。"他是加州理工学院的研究生，与索尔-特科尔斯基（74年博士）一起工作，后者是加州理工学院理论天体物理学的罗宾逊教授，在康奈尔大学有一个联合任命。"这些波相互作用，相互影响，而不是自己骑行。对于像黑洞合并这样剧烈的事情，我们预计会有这些影响，但直到现在才在模型中看到它们。从我们的模拟中提取波形的新方法使我们有可能看到这些非线性。"发表在《物理评论快报》杂志上的这项研究来自于加州理工学院、哥伦比亚大学、密西西比大学、康奈尔大学和马克斯-普朗克引力物理研究所的一个研究小组。加州理工学院研究生KeefeMitman解释了一个包含非线性引力效应的黑洞碰撞的新数学模型--他把这种现象比作两个人在蹦床上狂跳时发生的情况。在未来，这个新模型可以用来了解实际的黑洞碰撞，自从LIGO（激光干涉仪引力波观测站）在2015年创造历史，首次从太空直接探测到引力波以来，LIGO就一直在例行观测。LIGO将在今年晚些时候重新开启，在此之前，LIGO将获得一组升级，使探测器对引力波比以前更加敏感。米特曼和他的同事是一个名为"模拟极端空间合作"（SXS）的团队的成员。SXS项目由Teukolsky和诺贝尔奖获得者KipThorne（BS'62）合作创立，他是加州理工学院理论物理学名誉教授RichardP.Feynman，该项目使用超级计算机来模拟黑洞合并。超级计算机利用爱因斯坦的广义相对论的方程模拟黑洞如何在一起螺旋式地演化和合并。事实上，Teukolsky是第一个了解如何使用这些相对论方程来模拟黑洞碰撞的"下降"阶段的人，这个阶段就发生在两个大质量物体合并之后。"需要超级计算机来进行整个信号的精确计算：两个轨道上的黑洞的吸入，它们的合并，以及沉降到一个单一的静止残余黑洞，"Teukolsky说。"对沉降阶段的线性处理是我不久前在基普手下的博士论文的主题。对这一阶段的新的非线性处理将允许对电波进行更精确的建模，并最终对广义相对论是否事实上是黑洞的正确引力理论进行新的测试。"事实证明，SXS模拟在识别和描述LIGO迄今为止探测到的近100个黑洞粉碎方面发挥了作用。这项新的研究代表了该团队首次在模拟环流阶段的过程中发现了非线性效应。"想象一下，在一个蹦床上有两个人，"米特曼说。"如果他们轻轻地跳，他们不应该影响另一个人那么多。这就是我们说一个理论是线性的时候所发生的事情。但是如果一个人开始用更多的能量弹跳，那么蹦床就会扭曲，另一个人就会开始感受到他们的影响。这就是我们所说的非线性：蹦床上的两个人因为另一个人的存在和影响而经历新的振荡。"在引力方面，这意味着模拟产生了新类型的波。"如果你在大波之下深入挖掘，你会发现另外一种具有独特频率的新波，"米特曼说。从大的方面来看，这些新的模拟将帮助研究人员更好地描述LIGO所观测到的未来黑洞碰撞的特征，并更好地测试爱因斯坦的广义相对论。合著者、哥伦比亚大学的MacarenaLagos说："这是我们为下一阶段的引力波探测做准备的一大步，这将加深我们对发生在宇宙远处的这些不可思议的现象中的引力的理解"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349313.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1349313.htm

爱因斯坦与相对论（套装共5册）

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爱因斯坦的广义相对论通过又一次大规模测试

爱因斯坦的广义相对论通过又一次大规模测试1916年，阿尔伯特·爱因斯坦宣布，艾萨克·牛顿是错误的。他说，引力不是一种来自地球的神秘力量。相反，爱因斯坦想象空间和时间是在一个跨维网格中扭曲的，而这个网格的花边就像解开的回形针，它可以弯曲、可以塑造。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1316439.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1316439.htm