物理学家发现引力可以产生光

　　诸平

　　A star is being consumed by a distant supermassive black hole. Astronomers call this a tidal disruption event (TDE). As the black hole rips apart the star, two jets of material moving with almost the speed of light are launched in opposite directions. One of the jets was aimed directly at Earth. Credit: Carl Knox (OzGrav, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, Swinburne University of Technology)

　　据“今日宇宙”（Universe Today）2023年4月9日提供的消息，物理学家发现引力可以产生光（Physicists discover that gravity can create light）。研究人员发现，在早期宇宙的奇异条件下，引力波（gravitational waves）可能会强烈地震动时空，从而自发产生辐射。

　　上述图示是一颗恒星正在被遥远的超大质量黑洞吞噬。天文学家称这种现象为潮汐破坏事件（tidal disruption event简称TDE）。当黑洞撕裂恒星时，两股以光速运动的物质向相反方向喷射。其中一股喷射直接瞄准了地球。

　　共振（resonance）的物理概念在日常生活中无处不在。当你坐在秋千上想要爬得更高时，你会自然地前后摆动双腿。你很快就能找到正确的节奏，让秋千荡的更高。如果你不按节奏荡秋千，秋千就会停止向更高的方向移动。这种特殊的现象在物理学中被称为参数共振（parametric resonance）。

　　你的双腿就像一个外部的抽气机制，当它们与系统的共振频率相匹配时，在这个例子中，你坐在秋千上的身体，它们就能将能量传递给系统，让秋千飞得更高。这类共振在任何地方都会发生，一组研究人员发现，在极早期的宇宙（universe）中甚至可能会出现一种奇异的参数共振。

　　也许宇宙历史上最引人注目的事件就是膨胀（inflation）。这是一个假设事件发生在我们的宇宙还不到一秒钟的时候。在暴涨期间，我们的宇宙膨胀到了惊人的程度，比以前扩大了许多数量级。随着引力波在宇宙中来回晃动，膨胀的终结是一件非常混乱的事情。

　　通常，引力波非常微弱。我们必须建造能够测量不到原子核宽度的距离的探测器，以发现穿过地球的引力波。但研究人员指出（have pointed out），在极早期的宇宙中，这些引力波可能变得非常强大。它们甚至可能创造了驻波模式（standing wave patterns），在这种模式下，引力波并没有传播，但它们静止不动，在整个宇宙中几乎凝固在原地。因为引力波（gravitational waves）的字面意义上就是waves of gravity，所以引力波最强的地方就代表了引力能（gravitational energy）的超常。

　　研究人员发现，这可能会对当时早期宇宙中存在的电磁场（electromagnetic field）产生重大影响。强烈的引力区域可能激发了足够的电磁场（electromagnetic field），从而释放出一部分能量以辐射的形式产生光。

　　这一结果导致了一种全新的现象：光由重力产生。在现今的宇宙中，没有任何情况允许这种过程发生，但研究人员已经表明，早期的宇宙（early universe）远比我们想象的要奇怪。

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