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科学宇宙中奇异的双黑洞系统，将帮助人类实现星际旅行( 二 )


科学宇宙中奇异的双黑洞系统，将帮助人类实现星际旅行
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双黑洞系统具有什么样的意义
1、对引力波的探索
在物理学中 ， 引力波是指时空弯曲中的涟漪 ， 通过波的形式从辐射源向外传播 ， 这种波以引力辐射的形式传输能量 。 在1916年， 爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在 。 引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果 ， 因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念 。
引力波描述的是时空曲率的振动在时空中的传播 ， 在广义相对论中 ， 时空曲率是用来描述引力物理量 。 根据广义相对论的理论支持 ， 对于黑洞被事件视界包围的区域对于引力波而言 ， 事件视界提供的是一个只进不出的边界条件 ， 即在双黑洞合并之后 ， 引力波将会迅速的衰减 。
科学宇宙中奇异的双黑洞系统，将帮助人类实现星际旅行
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2016年升级后的美国激光干涉引力波天文台宣称首次探测到引力波 ， 同时推测探测到的引力波源GW150914是位于红移z=0.09+0.04-0.03处的两个黑洞的合并 ， 其中得到的数据结果与根据广义相对论原理构建的双黑洞合并释放引力波波形模式有着很高程度的吻合 ， 这一发现进一步对广义相对论提供了实践的支持 ， 这也标志着人类第一次探测到引力波 。
科学宇宙中奇异的双黑洞系统，将帮助人类实现星际旅行
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随着引力波的被探测 ， 它表示引力波源和星星一样 。 最强的源可以被单一的看到 ， 但是也会有一个由众多远处的源导致的背景 。 而关于双黑洞系统与引力波之间的研究也由此成为科学届的一个热门 。
比如而寻找、确认双黑洞对理解星系和类星体的形成演化 ， 以及进一步研究引力波和基本引力理论 。 还有宇宙中双黑洞的形成和演化 ， 以及它们辐射引力波的特性 。 以及如何通过正在开展的地面高频引力波和未来空间低频引力波的观测 ， 将对宇宙中双黑洞的形成和演化模型提供限制 ， 并且研究出黑洞强引力场中奇妙的物理过程和物理现象 。
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2、星际旅行的可能性
早在1963年 ， 著名物理学家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）提出 ， 任何体积的飞船都可以利用成对的紧密天体（如白矮星或中子星）的引力弹弓效应达到相对论速度——显著接近光速的速度（戴森最著名的构想是被称为“戴森球”的巨大球形结构 ， 先进文明通过戴森球将整个恒星囊括在内 ， 捕获其绝大部分能量） 。
同样在1963年 ， 物理学家马克·斯塔基提出 ， 黑洞在理论上可以作为一个“引力镜” ， 即黑洞的引力可以将光子弹回 ， 使其飞向光源 。
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而到了2019年 ， 美国哥伦比亚大学天文学家大卫·基平经过研究表示 ， 人类或许可以通过一种名为“光环驱动器”的全新方法 ， 从双黑洞系统获取能量 ， 从而实现无需燃料的星际旅行 。
科学家已经观察到 ， 当光子进入引力镜区域并随后被射回时 ， 它们不仅从旅程中获得了速度 ， 而且还保留了一部分动能 。 大卫·基平表示 ，， 如果一个黑洞朝着光子来源运动 ， 那回旋镖光子就可以带回黑洞的部分能量 。 黑洞的移动速度越快 ， 光环驱动器从中获取的能量就越多 。 利用这些返回的光子——称为“回旋镖光子”——星际旅行者可以从中收集能量 ， 达到比黑洞高133%的速度 。
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