關於黑洞的十個驚人的新發現
隨著天文學越來越先進,科學家們開始更多地了解黑洞的本質。磁漩渦,無線電波射流,蟲洞理論,破紀錄地爆炸。在過去的幾年裏,觀星者看到了這壹切,並開始回答其他人提出的壹些問題。
黑洞是宇宙中的巨人,它吞噬著任何東西,任何東西都會穿過它們的軌道。它們的引力是如此之大,以至於任何東西,甚至光都無法逃脫它們的引力。所以,妳會認為,從黑洞後面探測光是不可能的。當然,任何排放物都會被吸進去,對吧?
阿爾伯特·愛因斯坦不同意。1915年,這位德國科學家提出,像黑洞這樣的重物應該扭曲時間和空間的結構,允許光在它們周圍傳播。這是他廣義相對論的壹個關鍵部分,這壹思想徹底改變了現代物理學。科學家們曾經發現過這種效應--被稱為引力透鏡--但是直到最近,還沒有人能從黑洞後面探測到光。
然後,在2021年7月,斯坦福大學的天文學家破解了它。研究小組壹直在研究壹個位於遙遠星系中心的超大質量黑洞,當時他們註意到奇怪的X射線輻射,以至於他們的手指都放不下。他們習慣於探測來自黑洞前面的信號,但是這些新的信號是不同的。這些閃光隨後出現,光線不那麽明亮,就像主爆發後出現的回聲壹樣。經過大量的分析,研究人員證實,這些神秘的探測實際上是繞著茲維奇黑洞邊緣旋轉的光脈沖,再次證實了愛因斯坦的突破性相對論。
2019年,天文學家們發布了第壹張黑洞外圍的圖片,創造了 歷史 。黑洞本身是不可能拍攝的。這張開創性的照片捕捉到了m87*的影子,這是壹個距我們5,500萬光年遠的超大質量黑洞。科學家利用被稱為“世界地平線望遠鏡”的全球探測器網絡的數據編輯了這張照片。
兩年後,在另壹項前所未見的科學壯舉中,研究小組公布了壹張新的照片,提供了更重要的洞察天體巨獸的神秘行為。最後,在2021年3月,研究人員公布了另壹張M87*的圖片,但這壹次顯示的是圍繞著它的陰影旋轉的磁場線。
像M87*這樣的黑洞被壹個熾熱的宇宙物質所包圍。科學家分析了來自這個區域的光和振動的方向。眾所周知,黑洞會噴出巨大的物質射流,但沒人知道原因何在。科學家們希望磁漩渦能幫助解釋這種奇特的現象。
2016年,美國宇航局的錢德拉X射線天文臺開始從外層空間深處獲取不尋常的讀數。遠在3.9億光年之外的蛇夫座星系團似乎包含著壹條奇怪的曲線。起初,科學家們否定了由黑洞引起的想法,因為所涉及的能量似乎太大,不可能是真的。
但隨著更多的數據進入,證據開始堆積起來。最終,NASA意識到,用他們的話來說,他們發現了“宇宙中最大的爆炸”。
星系群是宇宙中已知的壹些最大的結構。它們由數千個星系、暗物質和熱氣體組成。在蛇夫座星系團的中央,有壹個巨大的星系,裏面有壹個超大質量的黑洞。科學家們估計巨大的爆炸可能是由巨大的太空暴飲暴食造成的。據說這次爆炸釋放的能量比上壹次記錄保持者要強大五倍,那是在MS 0735+74星系團中的壹次大爆發。
這項研究的主要作者西蒙娜·賈辛圖奇(SimonaGiacintucci)將這次爆炸與1980年的火山噴發進行了比較,那次噴發將聖海倫斯山的“壹個關鍵的區別是,妳可以把15個銀河系星系壹排排地放進火山口--這場噴發沖擊了星系團的熱氣。”
近幾年來,天文學家們註意到幾個奇怪的變型物體在銀河系中躲開。加州大學洛杉磯分校的研究人員發現他們在銀河系中心的黑洞中盤旋。離黑洞最遠的似乎是最緊湊的。但當它們接近視界時,它們開始伸展。
這些奇異的氣體球被稱為G天體。科學家們認為,當兩顆恒星被黑洞的巨大引力合並在壹起時,它們就形成了。
科學家們已經在銀河系中發現了六個變異的G天體,盡管在宇宙的其他地方可能有更多的變異。諾貝爾獎得主AndreaGhez在2005年發現了第壹個G物體。但七年後,德國的研究人員才發現了第二個。
蟲洞是壹條穿越太空的宇宙隧道,將旅行者運送到這個宇宙中的任何地方,並可能進入其他地方。壹百多年前,阿爾伯特·愛因斯坦解釋說,蟲洞可能存在,但沒有人確切地知道它們是否真的存在。
多年來,天文學家壹直在天空中尋找證據來證實或否定蟲洞的存在。但在2020年11月,研究人員發表了壹篇論文,暗示他們可能在不知不覺中偶然發現了它們。MikhailPiotrovich提出了這樣的觀點,即某些黑洞實際上可能是蟲洞的開口。
黑洞和蟲洞的***同點比妳想象的要多。它們都非常密集,而且都有巨大的吸引力。最主要的區別是,進入黑洞後,沒有任何東西能離開黑洞,而進入蟲洞的任何物體,理論上都可以返回。Piotrovich和他的團隊希望研究伽馬射線的排放可以幫助證實他們迷人的理論。
眾所周知,黑洞潛伏在漆黑的太空中,相互碰撞,相互融合。然而,直到最近,科學家們還認為這個過程是看不見的,在黑暗的籠罩下展開。
但現在,研究人員相信,當黑洞相撞時,眩目的光波會釋放出比太陽亮壹萬億倍的光。引力波觀測臺LIGO早在2019年就探測到了壹道耀眼的耀斑,科學家認為這是由兩個黑洞在第三個黑洞的存在下合並造成的。周圍的氣體和塵埃就像碰撞的泛光燈,照亮了災難性的事件。
這項研究的主要作者馬修·格雷厄姆解釋說:“在這次更突然的耀斑發生之前,這個超大質量的黑洞已經持續了多年。”“我們的結論是,耀斑很可能是黑洞合並的結果。”
地平線望遠鏡(EHT)是壹個令人難以置信的工程壯舉,它由遍布世界各地的八個無線電觀測站組成。整理他們的數據創造了壹個巨大的,高精度的望遠鏡,相當於地球的大小。
2021年7月,EHT項目發布了壹系列黑洞噴出無線電波的圖像。位於半人馬座A星系中心的黑洞以釋放大量能量而聞名,遠遠超過銀河系中的黑洞。但這標誌著科學家們第壹次以如此清晰的方式捕捉到壹個黑洞,因為它將物質噴射到天空中。EHT使科學家能夠以比以前高十倍的精度和十六倍的分辨率拍攝這些巨大的噴流。
黑洞和中子星是宇宙中最密集、最奇異的天體之壹。當他們撞到對方時,所有的地獄都散開了。這兩個龐然大物以如此強力地碰到合在壹起,產生了跨越時空的大波。
在過去的幾年裏,科學家們看到了兩個黑洞碰撞和兩個中子星碰撞。但直到最近,捕捉黑洞撞向中子星是壹個更困難的挑戰。
等了很久之後,就像公*** 汽車 壹樣,兩輛車同時出現了。在2020年1月,天文學家收到兩個黑洞-中子星在十天內合並的信號。科學家認為這兩件事發生在大約10億年前。因為太空是如此廣闊,宇宙的回聲直到去年才到達地球。在這兩種情況下,黑洞都是如此巨大,以至於吞噬了中子星。
在2020年代,科學家們在探測到黑洞碰撞後留下了念頭,根據理論,這是不可能的。其中至少有壹名高爾夫球手的質量是太陽的85倍,科學家們過去認為太陽太大,不可能發生這種碰撞。
在兩人相撞並融合後,他們產生了壹個比太陽重近150倍的黑洞。這比以前探測到的任何黑洞都要重。人們認為,這種遙遠的合並發生在宇宙目前年齡的壹半的時候。理論天體物理學家伊利亞·曼德爾(IlyaMandel)將這壹發現描述為“驚人的意外”。
英國物理學家羅傑·彭羅斯爵士是天文學的關鍵人物。1969年,他提出了未來文明可以利用黑洞產生能量的觀點。理論上,放置在黑洞附近而不是黑洞內的物體應該獲得負能量。彭羅斯建議這個物體應該分裂成兩半,壹半被黑洞吸進去,另壹半被吸走。退縮的壹方現在應該從黑洞中獲得能量。這種能量,如果加以利用,可以用來為整個地球提供動力。
就目前情況而言,這樣的壯舉遠遠超出了當前技術的範圍。但彭羅斯是對的嗎?1971年,物理學家雅科夫·澤爾多維奇設計了壹個可以在地球上進行的實驗,以驗證彭羅斯的遙遠理論。不幸的是,由於技術的限制,雅科夫·澤爾多維奇的實驗也是不可能的。
快到2020年6月,自從彭羅斯第壹次提出這個想法以來,半個多世紀以來,格拉斯哥大學的研究人員終於能夠證明他的理論了。研究小組建造了壹個揚聲器來再現黑洞的旋轉效應。然後,當聲波束被扭曲和扭曲時,他們就聽了,就像彭羅斯最初的理論中的物體壹樣。