有望获得黑洞“CT”图像,这是消除宇宙最精确引力定律的新方法

IT之家11月8日消息 科技媒体 Ars Technica 昨日(11 月 7 日)发表博文报道,由上海和欧洲核研究组织(CERN)科学家组成的研究团队利用计算机模拟研究了不同引力理论下黑洞图像的潜在差异。 IT之家援引一篇博客文章称,现有的人类技术可能无法直接探测到不同引力理论引起的黑洞现象的微小变化。不过,这种情况未来有望改变,科学家们正在积极研究建造下一代事件视界望远镜(下一代EHT)和具有类似能力的太空望远镜。这是Event Hori Telescopezone 拍摄的第一张黑洞照片。图片来源:EHT Collaboration 来自上海和 CERN 的四名研究人员组成的团队决定进行前瞻性模拟分析,目的是利用新一代硬件的性能潜力来探索未来的观测是否可以捕获黑洞周围环境的微妙特征,从而区分多种引力理论。理论物理学界提出了许多可以取代爱因斯坦广义相对论的引力理论。为了避免单独检查每个模型的麻烦,研究团队采用了一种称为“KRZ 参数度量”的通用重力模型。该模型不限于比重假设,允许研究人员通过调整内部参数来改变一定范围内的重力行为。通过调整两个关键参数,该团队生成了四种不同重力的模型,并将模拟结果与基于广义相对论的标准“卡尔度量”进行严格比较。 IT之家注:基于广义相对论的框架,“克尔度量”描述了一个精确的数学旋转不带电黑洞周围时空几何的理论解。这是天体物理学中解释真实黑洞的标准模型。为了保证模拟的可靠性,研究团队利用流体动力学模拟技术,在事件视界附近创建了一个全三维的环境。这个虚拟宇宙不仅包含落向黑洞的物质,还包含该物质产生的强磁场以及由磁场驱动的高能物质射流。这一复杂的模拟过程旨在最大限度地重建下一代望远镜实际观测到的物理场景,并确保理论预测可以与未来的观测数据进行比较。模拟产生的图像与事件视界望远镜发布的真实黑洞照片非常相似。两者都显示出不对称的光晕,由于光环的旋转,一侧明显更亮。黑洞。尽管不同重力模型产生的图像差异很细微,但它们是真实且清晰可辨的。例如,一种极端模型产生了最小但最亮的光晕,而另一种则显着降低了光晕亮面和暗面之间的对比度。此外,不同型号产生的材料射流宽度也存在明显差异。这些“指纹”信息将为未来区分不同引力理论提供重要线索。事实证明,即使引力理论中的微小差异也能让黑洞发光。环的亮度、尺寸和对比度以及材料射流的宽度出现明显的差异。这项研究证实,未来的高精度黑洞成像技术有望成为探测广义相对论并测试其许多替代理论的强大实验工具,从而加深我们对广义相对论的认识。对重力的理解。 IT主页附参考地址
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