有史以來最強烈的重力波碰撞為我們提供了對事件視界的洞察，而事件視界是任何東西都無法逃脫黑洞控制的界限。
的 重力波 訊號 GW250114 於 2025 年 1 月由 LIGO（雷射干涉儀重力波天文台）、Virgo 和 KAGRA（神岡重力波探測器）捕獲。當兩個 黑洞 質量約 32 倍 太陽。 碰撞並產生了空間本身的波紋結構。
現在，一組研究人員評估了這個訊號，並發現了重力波中代表集體的特徵 事件視界 碰撞那一刻所涉及的黑洞。
「我們測量了黑洞碰撞時發出的最終聲音。該訊號中隱藏著一個很小的成分，稱為直達波，以前人們對此並沒有很好地了解，」重力波探測卓越中心（OzGrav）的研究聯合負責人尼爾·盧（Neil Lu）說。 在一份聲明中說。 “我們的新分析使我們能夠破譯這個成分，並從事件視界附近提取獨特的信息。”
該團隊的研究提出了一個有趣的可能性，即科學家可以利用重力波來研究這些神秘的黑洞邊界。
事件視界與不歸點
事件視界的概念首次出現在阿爾伯特愛因斯坦 1915 年對重力理論方程式的解中。 廣義相對論。這些解決方案是由卡爾史瓦西 (Karl Schwarzschild) 在第一次世界大戰東線德國陸軍服役時開發的。
史瓦西在質量體周圍發現了一個點，在該點，逃逸速度（逃離該物體的引力所需的速度）超過了光速。也稱為史瓦西半徑，該極限的大小取決於身體的質量。因此，太陽的史瓦西半徑距離其質心約為 1.86 英里（3 公里）；對於地球來說，它距離地球質心僅 0.35 英吋（9 毫米）。所有行星和恆星都是如此；史瓦西半徑正好在這些物體的體內。
然而，對於黑洞來說，史瓦西半徑遠離質心，作為捕捉光線的外邊界：事件視界。為了從這一點逃脫黑洞的引力捕獲，物質的速度必須加速到大於光速，這是愛因斯坦的理論 狹義相對論 告訴我們這需要無限的能量。宇宙中沒有任何東西的傳播速度能超過光速。因此，沒有任何東西可以逃脫事件視界。
要理解為什麼這給黑洞蒙上了一層神秘色彩，請考慮為什麼沒有訊號可以比光傳播得更快。這意味著事件視界是訊息的一面障礙。黑洞可以吞噬它，但事件視界阻止它吐出訊息。我們永遠無法觀察黑洞的內部。
難怪科學家們如此渴望研究事件視界以及在那裡發生的事情。他們不僅想了解黑洞單向旅行所涉及的物質的物理原理，還想了解這些宇宙巨人對空間結構的影響。
黑洞巨大的引力意味著，當它們旋轉時，它們會一起拉動空間結構，這種現象稱為“框架拖曳」 或 Lense-Thirring 效應。這引入了關於事件視界的另一條規則——不僅沒有任何東西能夠逃脫這個邊界，而且沒有任何東西停留在那裡。這項研究使科學家們比以往任何時候都更接近於更詳細地理解這些規則。
「我們研究了 GW250114，這是迄今為止觀測到的最高的雙黑洞訊號，大約是十年前檢測到的第一個重力波訊號的三倍，」OzGrav 團隊聯合負責人 Ling Sun 說。 “我們的分析表明，這種極其嘈雜的信號可以用作黑洞殘餘視界的強大探測器，使我們能夠測量它的兩個基本特性：旋轉頻率和表面重力。”
這些結果也可能為宇宙中最極端的環境（黑洞邊緣）中的引力行為提供更多線索。
盧說：“這些測量標誌著未來用直接波測試廣義相對論邁出了第一步。”
該研究於週三（6 月 24 日）發表在該雜誌上 自然。
