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人類發現首個中等質量黑洞 宇宙終結者還是締造者?

來源:華西都市報 2020-11-17 04:25   http://www.sattatv.com/

黑洞的吸積盤和噴流不斷向宇宙空間輻射各類電磁波。

捕捉宇宙電磁波,間接描繪黑洞輪廓。

恒星衰老,向奇點無限坍塌形成黑洞。

中等質量黑洞照片。

日前,美國和歐洲的天文學家宣布,他們首次探測到了一個中等質量的黑洞。這項由超過1500名研究人員參與的引力波探測研究顯示,約70億年前,質量分別為太陽66倍和85倍的兩個黑洞,在發生激烈碰撞后,形成了一個新的中等質量黑洞。這也是人類迄今探測到的首個中等質量黑洞。

中等質量黑洞介于恒星級黑洞和超大質量黑洞之間,質量為太陽的100到1000倍。此次探測到的中等質量黑洞其質量是太陽的142倍。

研究黑洞,有助于人類了解宇宙的演變,并最終了解人類自身的起源。因此,這項重要發現,無疑也再次激發了人們對于黑洞,這個宇宙中最神秘天體的強烈好奇。

宇宙最強BOSS

吞噬一切只要你靠近

說到黑洞,很多人會第一時間想起電影《星際穿越》。為了拯救人類,男主角義無反顧沖入那一團漆黑,最終掉落至接近奇點的五維空間,實現時空旅行。

既神秘又遙遠,卻很可能保有人類起源秘密的黑洞究竟是什么?

如果整個宇宙運行是一場升級打怪的游戲,那么黑洞就是場內目前已知的最強BOSS,其他玩家一旦靠近,立刻會被它無情吞噬,就連光都無法逃脫。黑洞這個開掛的超能力是如何練就的?

研究顯示,當一顆恒星持續衰老,核聚變反應的燃料和能量耗盡,再也無法支撐其外殼的巨大重量時,恒星就會向內部,自身的中心點快速無限坍塌,并形成一個強大的黑暗漩渦,扭曲周圍時空,直到最后形成體積接近無限小、密度卻幾乎無限大的星體——黑洞,而這個中心點就叫作奇點。

拿我們居住的地球來說,如果變成黑洞,那么直徑12700多公里的地球,會把自己壓縮成一分錢硬幣大小。

借助電磁波

黑洞照片也“美顏”

眾所周知,黑洞連光都能吞噬,那么中等質量黑洞這張照片又是如何拍攝的呢?

國家天文臺研究員、中國科學院大學天文學教授茍利軍介紹,黑洞是全黑的,通常意義下很難直接看到黑洞本身,我們需要有一些間接的方式,到目前為止,幾乎大多數都是使用電磁波的這種探測方式。

人類首張黑洞照片,是由分布在全球八個地方的亞毫米波、毫米波望遠鏡,共同組成一個口徑達一萬零五百公里、幾乎接近于地球直徑的虛擬望遠鏡,通過觀測M87黑洞的吸積盤輻射出的電磁波信號,拍攝完成的。而且這還是一張美顏照片,科學家為照片中的黑洞涂上了象征希望與溫暖的橙色。

在這個雙星系統里,黑洞正在吞噬身旁的恒星,被撕裂的恒星的氣體在被吞噬前,會在漩渦外圍加速旋轉,形成一個環狀圓盤,這就是吸積盤。而當黑暗漩渦吸入氣體過多時,還沒有被吸積的氣體會順著吸積盤的上下兩軸被高速拋射出去,形成“宇宙火柱”,這就是噴流。

黑洞的吸積盤和噴流不斷向宇宙空間輻射各類電磁波,而這類電磁波被地球的望遠鏡捕獲到,人類也就間接描繪出了黑洞的輪廓。

黑洞拍攝者:

力爭拍攝黑洞視頻

當年和M87星系黑洞一同被拍下來的,還有銀河系中的超大質量黑洞,其質量約是太陽的430萬倍,距離地球3400光年。這也是離地球最近的超大質量黑洞。我們什么時候才能一睹它的真容呢?

在上海剛剛結束的第三屆世界頂尖科學家論壇上,事件視界望遠鏡項目,也就是黑洞拍攝項目的負責人謝普德·多爾曼給出了答案。

謝普德·多爾曼表示,他們并不滿足于只是拍攝黑洞照片,未來將力爭能夠讓人們看到黑洞的視頻:“我們未來的方向是打造影像,把我們看到的(黑洞)像電影一樣播放出來,這是我們接下來十年要努力的方向。 ”

銀河系黑洞作為離我們最近的超大質量黑洞,太陽系甚至地球會在未來與這個宇宙大BOSS狹路相逢嗎?

茍利軍說:“至少從目前來看是不太可能的,因為距離我們最近的黑洞,大約是3400光年。也就意味著,如果光要走3400年才能夠抵達(地球),在非常遙遠的距離之上,黑洞對太陽系其實沒有太大的影響。”

穿越黑洞

能否全身而退?

萬一有朝一日地球與黑洞短兵相接,結果又將如何?我們能像電影《星際穿越》男主角庫珀那樣全身而退嗎?

世界頂尖科學家協會成員、諾貝爾物理學獎得主基普·索恩說:“無論如何,我們都可以使用自己的想象力去暢想未來會發生什么事情。如果是一個理想化的黑洞,可以來來回回在黑洞中穿梭很多次。但在現實情況中,根據對奇點計算的了解,你是永遠沒有辦法到達其他區域的,你只能到達奇點。”

謝普德·多爾曼認為:“我們也很樂意去研究這個光環的里面是什么樣,我認為它類似于一張‘單程票’,這有點類似于哲學問題,你只知道現在,并不知道未來。”

據央視新聞客戶端

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