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「图」为什么当下热衷于研究黑洞假说

时间:2019-04-12 22:06来源:今日最大声 作者:今日最大声 点击:

「图」为什么当下热衷于研究黑洞假说

  【新闻随笔】

「图」为什么当下热衷于研究黑洞假说

  作者:张田勘(科普作家)

  4月10日,被物理学家念兹在兹的黑洞之谜可能揭开,揭开黑洞之谜的行动全球同步。2019年4月10日,美国中部标准时间15:00(北京时间4月10日21时),全球6地(比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿)以英语、西班牙语、汉语和日语4种语言同步召开全球新闻发布会,公布事件视界望远镜(EHT)拍摄的超大质量黑洞照片以及相关研究成果。

  黑洞的照片是什么样,将揭示什么,也许参与研究的科学家最清楚,但未必完全清楚。但不外乎几种结果。一是证实黑洞存在,但也是一种间接证明;二是证伪,黑洞不存在;三是不清楚,还将继续探索。无论是哪种结果,都必然有其自身的重大意义。

  黑洞的概念要追溯到很久以前科学家对宇宙的探索和思考。1783年,英国地理学家约翰·米歇尔(JohnMichell)提出,宇宙中存在一个致密天体,其密度可以大到连光都无法逃逸。1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,提出某些大质量恒星会终结为一个巨大的引力场(即后来所称的黑洞),其能量之大连光都会被吸收进去。

  1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西(KarlSchwarzschild)通过计算似乎证明了爱因斯坦的引力场方程,其计算结果表明,如果大量物质集中于空间一点(奇点),其周围会产生一个界面——视界,一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。

  1968年美国天体物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒(JohnArchibaldWheeler)提出了黑洞(blackhole)这一术语来解释此前许多物理学家所称的宇宙中存在的引力场,即致密天体,其基本概念是,黑洞会吸入所有一切,包括光。光线不能逃脱的临界半径被称为“视界面”,就是视线所能到达的界面。

  但是,黑洞只是一种假说,没有确凿的证据证明其存在。由于黑洞无法直接观测,只能凭借间接方式来证明其存在。例如,可以借由物体被黑洞吸入之前的因高热而放出的γ射线和γ射线的“边缘信息”来推测黑洞的存在,也可以由间接观测恒星或星际云气团绕行黑洞的轨迹来获取黑洞的位置和质量的信息。

  因为,如果黑洞存在,会把周围恒星的气体吸引到自己身边,产生一个围绕黑洞旋转的气体盘,即吸积盘。同时,当吸积气体过多时,一部分气体在掉入黑洞视界面之前,会在磁场的作用下沿转动方向被抛射出去,形成喷流。通过吸积盘和喷流可以知道黑洞的存在以及它的位置。

(责任编辑:admin)
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