揭開(kāi)黑洞天文學(xué)中神秘的缺失環(huán)節(jié)
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揭開(kāi)黑洞天文學(xué)中神秘的缺失環(huán)節(jié)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：對(duì)黑洞更深入的了解可能會(huì)徹底改變科學(xué)家們對(duì)物理學(xué)的理解，但是黑洞它們神秘的性質(zhì)使得它們很難被觀測(cè)到。由于引力理論在黑洞附近被打破，天文重慶渝中品茶喝茶海選vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)詳細(xì)的學(xué)中觀察可以使人們對(duì)物理學(xué)的理解取得突破性進(jìn)展。升級(jí)的神秘失環(huán)望遠(yuǎn)鏡、改進(jìn)的揭開(kāi)節(jié)儀器和人工智能可以幫助人們研究這些銀河系的“怪物”。
黑洞所表現(xiàn)出的黑洞怪異性讓人摸不著頭腦。黑洞是天文在恒星燃燒其所有的核燃料并在其自身的引力下坍塌時(shí)形成的，它是學(xué)中如此古怪，甚至愛(ài)因斯坦也曾一度認(rèn)為它們是神秘失環(huán)不可能的。
它們是揭開(kāi)節(jié)空間中具有如此強(qiáng)烈引力的區(qū)域，甚至連光都無(wú)法逃脫它們的黑洞牽引。一旦宏偉閃亮的天文恒星燃燒殆盡，縮成一個(gè)相對(duì)較小的學(xué)中外殼，它們所有的神秘失環(huán)重慶渝中品茶喝茶海選vx《192+1819+1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)質(zhì)量都集中在一個(gè)小空間里。想象一下我們的太陽(yáng)，它的直徑大約為140萬(wàn)公里，縮小到一個(gè)直徑只有6公里的黑洞。這種緊湊性賦予黑洞巨大的引力。
黑洞不僅能捕獲光線，而且它們還能粉碎它們遇到的任何恒星，甚至相互融合。像這樣的事件釋放出的能量爆發(fā)，在數(shù)十億光年外都能探測(cè)到。
2020年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)由科學(xué)家們分享，他們?cè)阢y河系中心發(fā)現(xiàn)了一個(gè)將恒星拉向它的隱形天體。這是一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，或稱SMBH，它的質(zhì)量是我們太陽(yáng)的數(shù)百萬(wàn)倍。
英國(guó)愛(ài)丁堡皇家天文臺(tái)的天體物理學(xué)家肯尼斯-鄧肯博士說(shuō)：“在每個(gè)大質(zhì)量星系的中心，我們認(rèn)為都有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。我們還認(rèn)為它們?cè)谛窍档男纬蛇^(guò)程中起著非常重要的作用，包括銀河系。”
星系“怪物”
超大質(zhì)量黑洞是宇宙中的引力“怪物”。愛(ài)丁堡大學(xué)的天體物理學(xué)家菲利普-貝斯特教授說(shuō)：“星系中心的黑洞的質(zhì)量可能是我們太陽(yáng)的100萬(wàn)到幾十億倍。”
它們從周圍環(huán)境中吸入氣體和塵埃，甚至像恒星一樣大的天體。就在這些物質(zhì)落入黑洞的事件視界之前，它們迅速移動(dòng)并加熱，以高能閃光的形式釋放能量。發(fā)出無(wú)線電波的強(qiáng)大物質(zhì)噴流也可能從這個(gè)攝取過(guò)程中噴出。
這些可以在地球上用射電望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到，比如歐洲的LOFAR，它在英國(guó)、愛(ài)爾蘭、法國(guó)、荷蘭、德國(guó)、瑞典、波蘭和拉脫維亞都有探測(cè)器。
鄧肯正在利用LOFAR的觀測(cè)結(jié)果，在一個(gè)名為HIZRAD的項(xiàng)目中識(shí)別大質(zhì)量黑洞。鄧肯說(shuō)：“我們可以探測(cè)到更久遠(yuǎn)的成長(zhǎng)中的黑洞，目標(biāo)是找到宇宙中最早的和一些最極端的黑洞。”
LOFAR甚至可以準(zhǔn)確定位被遮擋的黑洞。鄧肯已經(jīng)使用人工智能技術(shù)將來(lái)自LOFAR和望遠(yuǎn)鏡調(diào)查的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，以確定感興趣的天體。
更好的儀器
更好的儀器將很快協(xié)助完成這項(xiàng)任務(wù)。位于西班牙拉帕爾馬島的威廉-赫歇爾望遠(yuǎn)鏡的升級(jí)將使其能夠同時(shí)觀測(cè)數(shù)以千計(jì)的星系。一個(gè)名為WEAVE的光譜儀有可能探測(cè)到超大質(zhì)量黑洞，并觀察恒星和星系的形成。
無(wú)線電信號(hào)表明，超大質(zhì)量黑洞早在宇宙歷史的最初5-10%就已存在。作為研究主管的貝斯特解釋說(shuō)，這些黑洞有10億太陽(yáng)質(zhì)量。
令人驚訝的是，這些“巨無(wú)霸”在宇宙的早期階段就存在了。“就宇宙的歷史而言，你必須把所有這些質(zhì)量弄到一個(gè)非常小的體積里，而且要做得非常快，”貝斯特說(shuō)。
研究人員知道，在大爆炸之后，宇宙開(kāi)始成為一團(tuán)不斷膨脹的原始物質(zhì)。對(duì)宇宙背景輻射的研究表明，最終成團(tuán)的物質(zhì)聚集在一起形成了恒星。然而，“形成一個(gè)大到10億太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞的過(guò)程還沒(méi)有被完全理解，”貝斯特說(shuō)。
中等質(zhì)量黑洞
雖然對(duì)超大型黑洞的研究正在進(jìn)行中，但荷蘭奈梅亨的拉德堡德大學(xué)的天文學(xué)家Peter Jonker博士對(duì)中等規(guī)模的黑洞的形成很感興趣。
他正在通過(guò)imbh項(xiàng)目研究中等質(zhì)量黑洞（IMBH）的可能存在。他指出，從宇宙只有6億年的時(shí)候就已經(jīng)觀察到了超大質(zhì)量黑洞。科學(xué)家估計(jì)宇宙的整體年齡約為138億年。
Jonker說(shuō)：“宇宙一開(kāi)始就像一個(gè)均勻的‘物質(zhì)湯’，那么你是如何在很短的時(shí)間內(nèi)得到重量為太陽(yáng)質(zhì)量十億倍的團(tuán)塊的呢？”
雖然超大質(zhì)量黑洞可能會(huì)將類似太陽(yáng)的恒星（稱為白矮星）整個(gè)吞噬掉，但I(xiàn)MBHs應(yīng)該足夠強(qiáng)大，只能將它們撕碎，發(fā)出顯眼的能量閃光。
“當(dāng)一顆緊湊的恒星，即白矮星，被撕裂時(shí)，它只能被中等質(zhì)量的黑洞撕裂，”Jonker說(shuō)。“超大質(zhì)量黑洞將它們整個(gè)吞噬掉。有強(qiáng)烈的跡象表明，中等質(zhì)量的黑洞就在那里，但目前還沒(méi)有證據(jù)。”
他正在尋找強(qiáng)烈的X射線能量的閃爍，以表明中間黑洞的存在。問(wèn)題是，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，強(qiáng)烈的閃光只持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。這意味著數(shù)據(jù)到達(dá)的時(shí)間太晚，無(wú)法將光學(xué)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)向光源進(jìn)行觀測(cè)。
Jonker說(shuō)：“這種情況每一個(gè)星系一萬(wàn)年才發(fā)生一次，所以我們還沒(méi)有在我們的銀河系中看到一個(gè)。”
Jonker還試圖觀察兩個(gè)黑洞旋轉(zhuǎn)和合并的預(yù)期結(jié)果，然后發(fā)出引力波，撞擊附近的星星。然而，要辨別這些被顛簸的恒星，需要強(qiáng)大的天基望遠(yuǎn)鏡。
X射線閃爍
2013年發(fā)射的Gaia衛(wèi)星正在提供一些幫助，但是一個(gè)名為Euclid的計(jì)劃任務(wù)將拍攝更高分辨率的圖像，并可能幫助Jonker證明IMBHs的存在。這顆衛(wèi)星原定由俄羅斯火箭發(fā)射；現(xiàn)在將由歐洲阿麗亞娜6號(hào)火箭發(fā)射，但稍有延遲。
盡管如此，一顆小型衛(wèi)星--中國(guó)主導(dǎo)的愛(ài)因斯坦探針衛(wèi)星--計(jì)劃于2023年發(fā)射，并將尋找可能標(biāo)志著中等質(zhì)量黑洞的X射線能量的閃光。愛(ài)丁堡的鄧肯說(shuō)，對(duì)中等質(zhì)量黑洞的搜索與他自己的探索相聯(lián)系。他說(shuō)：“它有可能幫助我們解決超大質(zhì)量黑洞來(lái)自何處的問(wèn)題。”
現(xiàn)在，物理學(xué)家依靠量子理論和愛(ài)因斯坦的方程來(lái)描述宇宙的運(yùn)作方式。然而，這些不能成為最后的發(fā)言權(quán)，因?yàn)樗鼈儾荒芎芎玫亟Y(jié)合起來(lái)。
“引力理論在黑洞附近崩潰了，如果我們對(duì)它們進(jìn)行足夠密切的觀察，”Jonker說(shuō)，“我們的期望是，我們將發(fā)現(xiàn)與理論的偏差，并在理解物理學(xué)如何工作方面取得重要進(jìn)展。”