
本期《自然》(5月15日刊)封面故事来自论文 Emergence of Calabi–Yau manifolds in high-precision black-hole scattering(doi: s41586-025-08984-2),揭示了高精度黑洞散射中出现Calabi-Yau流形。
广义相对论认为,两个大质量天体(如黑洞或中子星)互相经过时,引力的相互作用会改变其轨迹,因此发出引力波——如封面两个黑洞所示。尽管双星并合产生的引力波现在可以通过专门天文台常规探测,但此类相互作用的结果一直很难准确预测。为解决这一问题,在本期《自然》中,Jan Plefka和同事以高精度预测了双黑洞相互散射时会发生什么。基于摄动理论,他们通过将这个问题转化成在超级计算机上求解线性方程,计算了数百万个高维积分。团队发现,他们的解中出现了名为卡拉比-丘(Calabi-Yau)流形的数学结构,但在较简单的近似值中没有出现。这些几何结构有助于描述引力波散射中释放的能量,并建立广义相对论和几何学之间的联系。