科学家演绎宇宙“终极暴力”

　　科学时报2006年4月20日报道如果两个黑洞撞在一起，那会产生什么样的后果呢？如今，天文学家首次利用计算机对这一碰撞进行了3维空

　　科学时报2006年4月20日报道如果两个黑洞撞在一起，那会产生什么样的后果呢？如今，天文学家首次利用计算机对这一碰撞进行了3维空间模拟，发现这将导致一连串宇宙中最激烈的暴力事件。这一研究成果将指导那些研究重力波能使宇宙空间产生可怕扭曲的物理学家对黑洞融合形成的涟漪以及其他最猛烈的空间爆发进行深入探索。

　　掌握黑洞的运行状况需要以爱因斯坦的广义相对论作为数学运算的基础。这一方程式意味着无限大的物质密度，时间缓慢得几乎静止，以及其他奇异的结果。美国马里兰州格林贝尔特市美国宇航局（NASA）戈达德空间飞行中心的天体物理学家JoanCentrella表示，当计算机模型试图在环绕固定轴的两个黑洞中模拟这些现象时，这一模拟过程便彻底失败了。在此基础上，物理学家无法对黑洞融合处的重力干扰模式进行预测，这些重力干扰以光速从该点向宇宙空间连续传播。

　　如今，Centrella和她的同事通过为爱因斯坦方程式设计出一种新的表达从而克服了这一障碍。这一变化在某种程度上使得黑洞信息能够准确转化为计算机编码。去年年底，研究小组将这一程序在NASA运算能力最强的超级计算机上运行了几天。在这一模拟程序中，两个同样且不自转的黑洞在彼此互相围绕运转几周后发生了碰撞。随后产生的剧烈相互作用将大约3%的系统质量转化为引力辐射大爆发，在短时间内发射出的能量超过了宇宙中所有恒星的能量。Centrella表示，由此导致的激烈重力波却具有令人惊讶的规律性，就像声波在音量及音频上能够逐渐平稳地增至顶峰，随后又急剧减少一样。她在4月18日召开的一次NASA远程电话会议上宣布了这一研究结果；这一成果还将在近日出版的《物理评论快报》和《物理评论D刊》上发表。

　　这一计算机模拟结果为激光干涉仪重力波天文台（LIGO）的物理学家们提供了至关重要的新线索，LIGO是一项设计用来对几亿光年之外的天体碰撞导致的微弱波变化进行探测的实验计划。LIGO发言人、纽约州锡拉丘兹大学的物理学家PeterSaulson指出：对于我们而言，这一计算无疑是真理之戒。但是Saulson也指出，研究人员还必须模拟不同质量且迅速旋转的黑洞之间的碰撞情况，因为这很可能才是黑洞的自然状态。他强调，这些正在修正中的模型将为LIGO的物理学家试图了解的重力波提供更为复杂的模式。

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