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這項研究發表在《物理評論D》上,證實瞭愛因斯坦的理論準確地描述瞭目前對黑洞的觀測,無論是從最小還是到最大的。

廣義相對論的標志性預測之一是黑洞的存在。該理論提供瞭關於黑洞對時空結構影響的具體描述:一個四維網,它編碼瞭物體如何在空間和時間中移動。這一預測被稱為克爾公制,它與光在黑洞周圍的彎曲或二元黑洞的軌道運動有關。在這項研究中,克爾公制的偏離與這些黑洞觀測中的特征有關。

2019年,Event Horizon望遠鏡產生瞭星系M87中心的黑洞的剪影圖像,其質量是我們太陽的幾十億倍。陰影的角度大小與黑洞的質量、它與地球的距離以及與廣義相對論預測的可能偏差有關。這些偏差可以從科學數據中計算出來,包括以前對黑洞的質量和距離的測量。

同時,自2015年以來,LIGO和Virgo引力波觀測站一直在探測來自合並的恒星質量黑洞的引力波。通過測量來自碰撞黑洞的引力波,科學傢可以探索黑洞的神秘性質和度量。這項研究的重點是廣義相對論的偏差,這些偏差在兩個黑洞碰撞和合並之前,以引力波的間距和強度的輕微變化出現。

結合對M87中超大質量黑洞陰影的測量和來自幾個雙胞胎黑洞探測的引力波(稱為GW170608和GW190924),研究人員沒有發現偏離廣義相對論的證據。該研究的共同作者和OzGrav研究助理Ethan Payne(澳大利亞國立大學)解釋說,這兩項測量提供瞭類似的、一致的約束。"不同大小的黑洞可能有助於打破所看到的EHT和LIGO/Virgo觀測之間的互補行為,"Payne說。"這項研究為未來測量克爾公制的偏差奠定瞭基礎。"

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