《星際穿越》中信息穿越情節或能出現? LIGO發現「聲音」支持無毛定理

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近期,科學家在發布觀察黑洞引力波「聲音」技術上要我想起了美國科幻電影#星際穿越#,或許真的或許某一天科技能藉此把未來信息送回過去的。★早前有專家指導美英聯合拍攝的科幻電影《星際穿越》講述的是地球資源枯竭,但科技運載能力不可能大量要地球人移民外星球,就掩耳盜鈴說宇宙都是假的。實際上科學家們秘密在研究並發現一個「時空裂口」,想通過它可以到外太空尋找延續生命希望的機會。主人公放下發現「鬼」的女兒,自己代表地球出發了,被意外吸入到黑洞被不知道什麼宇宙外星球人設在黑洞「逃逸空間」區域的高科技救出甩到他出發地附近的五維空間中,雖然能提供的救贖對於對地球上活著的人來說已是太晚,但結局就是男主還是發送引力波干擾自己家的時鐘把信息送給當鬧鬼的女兒,他的女兒改變了未來歷史引導到新#平行時空#。

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★言歸正傳,這次研究團隊找到了種新方法,可以在信號到達峰值後的瞬間提取出黑洞「聲音」。數據就來自LIGO,這個當今世界上最好的引力波探測器,它使用激光測量華盛頓州L形排列中相距2.5英里。研究小組通過數據模擬發現當信號到達峰值後還存在著一種#弦外之音#,一組響亮而短暫「聲音」。當他們將這種「弦外之音」納入考量重新分析信號數據後,發現可以成功地分離出來一種新「聲音」模式。

簡單形容說引力波原理就是當黑洞引力波在LIGO上空出現翻滾時,它扭曲的時空本身會非常輕微地改變了這個距離。只有大量引力波的細節才能以讓探測器記錄辨認出來。就像我們從很遠的地方聆聽一樣。當時引力波提供了大量信息。黑洞的行為和預期的一樣。研究波形中最簡單的部分是在兩個黑洞合併為一個較大的黑洞之後。它持續響了一段時間,非常像一個被敲擊的鐘,將多餘的能量作為引力波送入太空 - 天體物理學家稱之為「鈴宕」過程。

研究人員將這種新技術應用於在早前有大量數據發現的GW150914處黑洞實際觀測中,分析表明信號峰值後的僅僅幾毫秒里,通過數值模擬科學家們計算出了引力波數據。原理就像利用每個頻率或音調都對應新黑洞的振動頻率都不一樣情況。那麼黑洞為何會發出不同振動頻率引力波?這就像向湖中投出一枚石子引發震蕩在湖面形成不同的漣漪,不同的漣漪有不同振動頻率,最初震蕩最劇烈也最快,此時傳遞能量也最大。在愛因斯坦看來,一個具有一定質量和自旋的黑洞,只能產生特定的「音調」和衰減。這次結果與利用完整的引力波信號得到的新生黑洞的質量和自旋數據一致,也就是驗證了黑洞「無毛」定理。

★霍金等在1973年提出【無毛定理】即「無論什麼樣的黑洞,其最終性質僅由幾個物理量(質量、角動量、電荷)唯一確定」。即當黑洞形成之後,只剩下這三個不能變為電磁輻射的守恆量,其他一切信息(「毛髮」)都喪失了,黑洞幾乎沒有形成它的物質所具有的任何複雜性質,對前身物質的形狀或成分都沒有記憶。「黑洞」的命名者美國著名物理學家約翰·惠勒曾預言黑洞只有三種可觀察的特性,即質量、自旋和電荷。形成黑洞的「毛髮」都應該被黑洞吞噬。但是黑洞是否有「毛髮」呢?當年愛因斯坦提出的方法來檢驗理論方法就是觀察當兩個黑洞碰撞並形成一個新黑洞時,產生引力波在時空中的漣漪變化。

★未來隨著LIGO解析度會有更靈敏儀器和演算法的上線,將能夠使用這個方法「聽到」更多其他新生黑洞「聲音」。這技術確實有潛力就在於早前愛因斯坦認為引力波就一個頻率,霍金提出無毛定理則認為多種頻率。這種多頻率說,使得黑洞引力波未來利用於信息傳送回過去情況可能成為了少有機遇。這要我想起了美國科幻電影#星際穿越#,或某一天科技能藉此把未來信息送回過去的我們觀察思考也將順理成章。

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