通過規(guī)范對稱原理約束旋轉(zhuǎn)黑洞的動(dòng)力學(xué)

2025-11-23 15:44:14 分類：百科 閱讀(75)

通過規(guī)范對稱原理約束旋轉(zhuǎn)黑洞的動(dòng)力學(xué)。信用:uux.cn/CC0公共領(lǐng)域
（神秘的規(guī)范地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（英格麗德·法德利）：2015年，Virgo處女座實(shí)驗(yàn)是對稱的動(dòng)成都包夜學(xué)生妹（電話微信180-4582-8235）一二線城市預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源覆蓋全國一項(xiàng)基于美國兩個(gè)天文臺的大規(guī)模研究工作，首次直接觀測到了引力波。原理約束這個(gè)重要的旋轉(zhuǎn)里程碑促使世界各地的物理學(xué)家在Virgo處女座合作收集的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，為黑洞的黑洞動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)新的理論描述。
烏普薩拉大學(xué)、力學(xué)牛津大學(xué)和蒙斯大學(xué)的通過研究人員最近開始解釋克爾黑洞的動(dòng)力學(xué)，利用大質(zhì)量高自旋粒子理論，規(guī)范從理論上預(yù)測了以恒定速度旋轉(zhuǎn)的對稱的動(dòng)成都包夜學(xué)生妹（電話微信180-4582-8235）一二線城市預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源覆蓋全國黑洞。他們發(fā)表在《物理評論快報(bào)》上的原理約束論文特別提出，這些旋轉(zhuǎn)黑洞的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)受到規(guī)范對稱原理的約束，這表明物理系統(tǒng)參數(shù)的黑洞一些變化不會(huì)產(chǎn)生可測量的影響。
論文的力學(xué)合著者Henrik Johansson告訴Phys.org:“我們追求旋轉(zhuǎn)的Kerr黑洞和大質(zhì)量高自旋粒子之間的聯(lián)系。”“換句話說，通過我們將黑洞建模為一個(gè)旋轉(zhuǎn)的基本粒子，類似于量子電動(dòng)力學(xué)中如何處理電子。”
克爾黑洞和更高自旋理論之間的聯(lián)系首次在2019年發(fā)表的兩篇不同的論文中進(jìn)行了探索。第一項(xiàng)研究是由阿爾弗雷多·格瓦拉(Alfredo Guevara)和他在歐洲的合作者進(jìn)行的，而第二項(xiàng)研究是由國立臺灣大學(xué)的鐘明志(Ming-Zhi Chung)和他在首爾國立大學(xué)的同事進(jìn)行的。
這兩項(xiàng)先前的工作都顯示，眾所周知的克爾度規(guī)可以與無限多的高自旋散射振幅相匹配。作為先前研究的一部分，這些振幅首先由物理學(xué)家尼瑪·阿卡尼·哈姆德、子黃晨和黃玉田獲得。
“盡管這些先前的結(jié)果令人矚目，但鑒于即將到來的實(shí)驗(yàn)，如愛因斯坦望遠(yuǎn)鏡、LISA和宇宙探測器，它們還不足以準(zhǔn)確描述克爾黑洞動(dòng)力學(xué)，”約翰松說。“黑洞康普頓散射振幅中包含一些重要的缺失信息，目前對于一般自旋是未知的。”
在他們的論文中，Johansson和他的同事提出，規(guī)范對稱原理可以用來成功地約束旋轉(zhuǎn)黑洞的動(dòng)力學(xué)。研究人員表明，由Ernst Stueckelberg首先概述的機(jī)制提供的大規(guī)模更高自旋規(guī)范對稱性，后來由Yurii Zinoviev正式確定，可用于重現(xiàn)以前論文中報(bào)告的克爾散射振幅。
“我們還表明，未知的康普頓散射振幅受到嚴(yán)重限制，即使實(shí)現(xiàn)唯一性需要進(jìn)一步的輸入，”約翰遜說。
“高自旋量子場論(qft)因其復(fù)雜性而臭名昭著。即使是低自旋的qft，比如標(biāo)準(zhǔn)模型的自旋為1的情況，廣義相對論的自旋為2的情況，當(dāng)然也很復(fù)雜，它們的公式從根本上依賴于規(guī)范對稱性和微分同胚對稱性(廣義協(xié)變性)。這兩種對稱可以看作是被稱為高自旋規(guī)范對稱的無限階梯上最低的兩級。”
雖然規(guī)范對稱對于描述大質(zhì)量粒子的動(dòng)力學(xué)來說不是必要的，但它已經(jīng)被證明是描述一致相互作用的一個(gè)有價(jià)值的工具。這種大質(zhì)量規(guī)范對稱性的一種實(shí)現(xiàn)是所謂的希格斯機(jī)制。
“使用黑洞的大規(guī)模高自旋規(guī)范對稱性，我們可以確保自旋自由度得到一致的對待，并寫下一個(gè)有效的拉格朗日函數(shù)，”Johansson解釋說，“拉格朗日函數(shù)既給出了對克爾黑洞的正確高自旋描述，又具有相當(dāng)好的高能行為。良好的高能行為對經(jīng)典黑洞并不重要，但它給了一些信心，即有效理論也可能描述某些量子過程。”
Johansson和他的同事首次將高自旋規(guī)范對稱性應(yīng)用于黑洞。他們的初步計(jì)算結(jié)果是有希望的，可能很快為探索這種聯(lián)系的進(jìn)一步研究鋪平道路。
“雖然我們預(yù)計(jì)理解旋轉(zhuǎn)黑洞的完整有效理論還需要一些時(shí)間，但我們認(rèn)為更高自旋的規(guī)范對稱性將是其形成的關(guān)鍵組成部分，類似于規(guī)范對稱性和微分同胚對稱性如何指導(dǎo)20世紀(jì)物理學(xué)的理論框架，”約翰松說。“克爾黑洞的完整康普頓散射振幅仍然是個(gè)謎，但我們非常希望在未來能夠完全限制它。這涉及到理解它的任意自旋級，以及牛頓常數(shù)的更高階。
完全約束克爾黑洞的散射振幅最終將需要研究大質(zhì)量更高自旋粒子的理論物理學(xué)家和試圖解決植根于廣義相對論的所謂Teukolsky方程的人之間的密切合作。這些不同的研究團(tuán)體之間最近的合作表明，在這個(gè)方向上可能很快會(huì)取得進(jìn)展。
“在我們接下來的工作中，我們還想進(jìn)一步探索黑洞和它們的量子屬性之間的聯(lián)系，這讓人想起基本粒子，”Johansson補(bǔ)充道。