物理学家在爱因斯坦方程中描述引力重联现象 — ScienceDaily

哥伦比亚大学物理学家卢卡·科米索与智利阿道夫·伊巴涅斯大学的费利佩·A·阿森霍从理论上描述了一种他们称为“引力重联”的现象。该现象源于爱因斯坦方程的另一种数学表述，并认为在特定条件下，引力场结构能够改变其连接方式，将能量传递给物质，ScienceDaily报道。

与磁场的类比

作者将这一机制与等离子体——一种由带电粒子组成的气体——中的磁重联进行比较。在这种环境中，磁力线可以拉伸、扭曲、断开原有连接并形成新的连接。在此过程中，储存的磁能会被释放，这种能量尤其与太阳耀斑有关。

然而，引力是在四维时空中描述的，因此研究人员处理的不是力线，而是数学上的场“片”。这些并非会实际撕裂的物理表面：这里指的是对引力场中连接重组以及其能量可能向物质传递的数学描述。

方程的隐藏约束

题为《Reconnection of Gravitational Fields》的研究发表在《Physical Review D》期刊上。该研究拓展了科米索、阿森霍和玛丽卡门·A·温克勒此前发表于《Physical Review Letters》的工作；在那项工作中，科学家确定了时空几何可能变化的数学约束。

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爱因斯坦方程的另一种数学表述与原始表述等价，但与等离子体物理学的方程相似。这使得人们能够采用为研究磁场而开发的方法，在不必对每个系统进行完整数值计算的情况下，发现引力场行为的规律。

对黑洞的应用

后续工作的一个可能方向是黑洞碰撞和合并，此时时空会发生极端扭曲。这类过程通过超级计算机建模，以预测包括LIGO仪器在内的设备能够探测到的引力波。研究人员计划弄清，引力重联是否会在引力波信号中留下可识别的特征，以及它如何影响能量释放。

目前，引力重联仍是一项理论结果：它在天体物理条件下的作用以及观测的可能性仍有待确定。