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美超级PC模拟黑洞碰撞 揭广义相对论谜底?
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当二个黑洞碰撞时,宇宙就会颤动。通过利用超级计算机模拟这种情况,NASA(美国国家航空航天局)试图证明爱因斯坦的理论,并揭开宇宙的奥秘。
NASA的超级计算机“哥伦比亚”刚刚完成了这一有史以来规模最大的天体物理学计算━━用3D技术模拟二个黑洞的碰撞。
NASA引力天体物理学实验室主任琼在一次电话会议上说,按释放的能量计算,这种碰撞是宇宙中仅次于大爆炸的第二大剧烈活动。
NASA将这次成功的模拟看作是黑洞和宇宙研究方面的突破。事实上,NASA称这一模拟可能为爱因斯坦的广义相对论提供过硬的证据。
当巨大的星球燃烧完能量时,就会变为黑洞,成为密度异常大的天体。黑洞的引力非常大,所有的物质都逃脱不了它的魔掌━━甚至光也不能。
当二个黑洞碰撞时,它们释放出的能量超过了宇宙中所有星体发出的光的总和。当引力波以光的速度传播时,宇宙就会颤动。NASA要模拟的正是这些波的模型。
美国雪城大学的物理学教授索尔森表示,引力波将为我们认识宇宙打开一个全新的窗口。他认为这次模拟的结果可以与无线电波、红外线、X 射线的发现相媲美。
他说,天文学家每次打开一个新窗口,宇宙就会显示出一个新的面孔。现在我们要打开引力波这个窗口了,我们应当会对宇宙再次有一个全新的认识。
爱因斯坦在广义相对论中对引力进行了探索,并预言了黑洞和引力辐射现象。但是,在爱因斯坦提出广义相对论90年后,科学家们一直没有能够证明爱因斯坦的相对论。
由于广义相对论的方程过于复杂,超级计算机的处理能力无法胜任,因此早期的模拟都失败了NASA的研究人员已经将广义相对论转换成了数学算法,并在“哥伦比亚”超级计算机上进行运算。
“哥伦比亚”运行了80个小时才完成了模拟工作。运算的结果是黑洞碰撞引力波模式的模型,掌握了这一模式,科学家就能够在宇宙中寻找这种现象。
琼表示,这不是虚构的,不是科幻电影。我们已经有充分的证据表明,这些结果是真实的,我们已经发现了爱因斯坦预言的黑洞碰撞时的引力特征。
事实上,科学家已经在寻找引力波了。美国国家科学基金会激光干涉引力波天文台(LIGO)正在对宇宙进行扫描,搜索引力波。NASA总部的首席科学家赫兹说,现在,他们知道要找什么了。
他指出,我们要挑战爱因斯坦的广义相对论了。当LIGO探测到黑洞碰撞时释放的引力波时,我们就知道爱因斯坦的广义相对论是对是错了。
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