今日視點(diǎn)

　　如果你正在一顆黑洞附近飛行，當(dāng)心！系好安全帶，重力要變成湍流漩渦了！雖然在太空冒險(xiǎn)中，一點(diǎn)重力顛簸不算什么值得擔(dān)心的大事，卻著實(shí)令人驚訝。因?yàn)槿f(wàn)有引力學(xué)家們普遍認(rèn)為，時(shí)空是不可能變成漩渦的。而物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，加拿大理論物理學(xué)周界研究所的一項(xiàng)最新研究表明，這種普遍認(rèn)識(shí)可能是錯(cuò)的。

　　萬(wàn)有引力如液體

　　“從本質(zhì)上說，如果你能把萬(wàn)有引力放到一個(gè)密閉盒子里，就可能出現(xiàn)漩渦?！敝芙缪芯克穆芬姿埂だ占{解釋了為何萬(wàn)有引力可以作為一種液體?！拔锢韺W(xué)中有一個(gè)假設(shè)——全息假設(shè)——認(rèn)為萬(wàn)有引力可以描述為一種場(chǎng)論。我們還知道，在高能狀態(tài)下，場(chǎng)論可以用描述液體的數(shù)學(xué)公式來描述。兩步結(jié)合起來就是，萬(wàn)有引力等于場(chǎng)論，場(chǎng)論等于液體，所以萬(wàn)有引力等于液體。這叫做萬(wàn)有引力/液體二重性?！?/p>

　　萬(wàn)有引力/液體二重性并非新發(fā)現(xiàn)。多年來，科學(xué)家一直研究和發(fā)展這一理論。研究人員遵循的思路是：萬(wàn)有引力可以表現(xiàn)得像一種液體，而液體的一個(gè)特征是漩渦，也就是說在某些情況下，它無法順暢流動(dòng)時(shí)就會(huì)變成漩渦。萬(wàn)有引力也會(huì)變成漩渦嗎？

　　“多年來，物理學(xué)家們認(rèn)為不可能形成渦流?！崩占{說，因?yàn)槊枋鋈f(wàn)有引力的方程與描述流體動(dòng)力學(xué)的完全不同，前者在任何條件下都不會(huì)有渦流?！耙词嵌匦缘膯栴}，萬(wàn)有引力不能由流體方程完整描述；要么是萬(wàn)有引力和渦流引力中還有我們未知的新現(xiàn)象?！?/p>

　　根據(jù)周界研究所以往的模擬，并參考美國(guó)麻省理工學(xué)院的獨(dú)立研究，都暗示在圍繞黑洞的反德西特空間內(nèi)可能存在漩渦。勒納說：“下一步問題是，現(xiàn)實(shí)中有沒有這種情況?！?/p>

　　他們選擇了快速旋轉(zhuǎn)黑洞，因?yàn)榘凑樟黧w動(dòng)力學(xué)描述，圍繞這種黑洞的時(shí)空黏性比其他黑洞更小，產(chǎn)生漩渦的可能更大，就好比水中的漩渦比蜜糖中更多。由于漩渦是非線性的，他們還決定研究黑洞的非線性擾動(dòng)。而這種方程極為復(fù)雜。

　　分析結(jié)果顯示，時(shí)空確實(shí)變成了漩渦?！拔曳浅Ｕ痼@?！敝芙绾土孔佑?jì)算研究所的楊歡（音譯）說，他一直在研究愛因斯坦廣義相對(duì)論，“我從不相信在廣義相對(duì)論中會(huì)有漩渦現(xiàn)象，沒人曾在數(shù)字模擬中見過，即使像雙黑洞這樣的大家伙中也沒有?！?/p>

　　研究人員指出，雖然目前研究還在理論層面，但下一代探測(cè)儀有望能探測(cè)萬(wàn)有引力波——萬(wàn)有引力“液體”的“漣漪”。比如當(dāng)兩顆黑洞碰撞時(shí)，就可能產(chǎn)生萬(wàn)有引力波。如果萬(wàn)有引力能形成漩渦，這種漣漪就會(huì)和以往的模型預(yù)測(cè)略有不同。知道這些差異會(huì)更容易找到萬(wàn)有引力波，反過來，如果真的探測(cè)到了這些差異，也是萬(wàn)有引力漩渦的直接證據(jù)。

　　研究漩渦新途徑

　　“對(duì)萬(wàn)有引力能否形成漩渦這一問題，過去幾年中，我們經(jīng)歷了從嚴(yán)重懷疑到高度自信的轉(zhuǎn)變?！崩占{說，“這一發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致未來更多的發(fā)現(xiàn)。LIGO（激光干涉引力波觀測(cè)站）、LISA（激光干涉儀空間天線）或未來的引力波實(shí)驗(yàn)可能探測(cè)到它們?！?/p>

　　該研究最令人興奮之處還在于，它不僅與天體的萬(wàn)有引力相關(guān)，還與地球上普遍存在的漩渦有關(guān)：從颶風(fēng)到咖啡中攪拌的奶油，從大黃蜂不可思議的飛行到剪斷機(jī)翼的漩渦氣流，雖然漩渦無處不在，包圍著我們，但我們還未能完全理解它。漩渦問題被認(rèn)為是經(jīng)典物理學(xué)中最大的謎題之一。

　　該研究加強(qiáng)了萬(wàn)有引力可被作為一種液體的觀點(diǎn)，這也意味這液體問題可以用萬(wàn)有引力方法來處理?！霸诶斫怃鰷u這個(gè)問題上，我們困惑了500多年?！崩占{說，“這種萬(wàn)有引力/液體相通論告訴我們，從萬(wàn)有引力的角度來重新看待漩渦，或許是打破困局的新途徑。”