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2019年黑洞最大的发现,其中科学家发现黑洞喷出不明飞行物

科技新闻网 2019-12-31 10:45:53

黑洞是时空结构中的黑点,具有如此强的引力,拥有极其稠密奇点,以至于没有什么能逃脱它们的魔爪。黑洞一直在做的事情是:吞食。当你足够接近一个黑洞时,你会被拉伸成“意大利面条”,然后被吸向内,永能不返回。

但事实证明,黑洞不仅仅是宇宙真空吸尘器。2019年,物理学家们凝视着深不可测的黑暗,拍下了有史以来第一张黑洞的照片。他们还更进一步了解了这些怪异而贪得无厌的“野兽”是如何工作的。以下是我们在2019年了解到的14个关于黑洞的最新东西。

令人难忘的图像

事件地平线望远镜协作完成M87图像

经过多年的期待,它就在这里!2019年,科学家们拍摄了一张绝对令人难忘的黑洞M87图像,位于位于处女座A星系中心,距离地球约5300万光年。奇点的首次特写,被称为事件地平线望远镜网络捕捉,看起来像一个颗粒状的微小点,周围环绕着模糊的橙色环。但是,这个像素化的小图像实际上是一个黑洞,其大小与太阳系一样大,质量是太阳的65亿倍。

围绕其黑色心脏的炽热橙色光芒划出其事件视界,物质环在落入黑洞之前围绕黑洞旋转。当它高速与其他物质摩擦时,它产生能量并发光,形成吸积盘,从而形成橙色环。

黑洞长“毛发”,然后再次“变秃”

今年,我们了解到黑洞确实有“毛发”,但大多数时候,它们像提示球一样秃顶。这到底是什么意思?从历史上看,物理学家认为奇点是秃顶的,或者没有特征的,这意味着它们只有三个属性:质量、角动量和电荷。这些天体在一生中所消耗的一切被锁在事件视界之后,以后无法检索到有关黑洞饮食习惯的信息。

但是在2016年,已故物理学家斯蒂芬·霍金和其他人发表了一篇论文,提出黑洞有"毛发"或独特的特征。这些“毛发”是事件视界以及柯西地平线的微妙变化——因果翻转的点——将使黑洞彼此区分。至少,正如2018年的一项研究所声称的,所谓的"极端"黑洞,或那些具有最大电荷的黑洞就是这种情况。今年早些时候,物理学家们发现,即使是不那么极端的——那些以接近最高速度旋转,但没有电荷的旋转,或者那些可能最大电荷,但没有旋转——也可能有“毛发”。

但据当时的《生命科学》报道,事实证明,黑洞会迅速地长出几缕稀疏的毛发,而这些毛发最终会脱落。

现在,黑洞是否更像T先生还是希瑟·洛克利尔的问题纯属猜测。但专家说,世界上最大的引力波探测器可能很快就会找到证据来支持一种理论。

不可能的大黑洞

2019年11月,科学家说,他们发现了一个15000光年外的黑洞,这个黑洞如此之大,不应该存在。他们在探测到一颗质量是太阳8倍的恒星后推测它的存在,这些恒星似乎在一片黑暗的空旷空间里盘旋。根据那颗恒星的摆动程度,他们计算出,这颗星很可能在一个黑洞周围盘旋,其质量是太阳质量的70倍;以前,科学家认为恒星黑洞,或者那些在一颗巨大的恒星坍塌后形成的黑洞,至少在具有类似我们化学成分的星系中,其质量可能不超过太阳的30倍。

"这一发现迫使我们重新审视恒星质量黑洞是如何形成的模型,"激光干涉仪引力波天文台(LIGO)主任、佛罗里达大学教授大卫·雷茨(DavidReitze)在一份声明中说。

关于那个不可能的黑洞……

不幸的是,大多数时候,似乎无视物理定律的发现站不住脚。根据2019年12月发表在arXiv数据库的几篇论文,这个黑洞几乎不可能变得不可能。

不可能的大黑洞可能只是一个常规大小的黑洞,而最初处理数字的研究小组在解释黑洞/恒星双星系统产生的光发射时犯了一个错误。发表在arXiv上的研究发现,通过用黑洞的吸积盘或环绕其嘴的物质环的微弱辐射,将伴星的光线混入,研究人员至少高估了黑洞的质量两倍。

黑洞作为星系生命给予者

黑洞是宇宙史诗故事中的超级恶棍。它们不分青红皂白地杀人。任何触手可及的东西都无法从它们魔爪中逃走。

但是,这些宇宙杀手可能还有更多故事。黑洞实际上可能是星系生命的引擎。根据11月的一项研究,黑洞在进食时也会在宇宙中发出灼热、湍流的气体的气泡。研究发现,这种热等离子体可能保持星系的活力,否则这些星系会冷却和死亡。另一项发表在5月的研究发现,黑洞发出的辐射可以为外星生命提供动力——只要它存在于离星系中心不远、离星系中心不过太远、离星系中心不过近的“金发姑娘地带”。研究发现,由于这些黑洞的供给,它们的辐射和光可能推动光合作用,促进生物分子生命基块的形成。

黑洞可能根本不是黑洞

或者黑洞只是被误解了。就像,被误解了数学家和物理学家今年夏天提出的一个“野生”理论表明,正如我们所知的黑洞可能并不存在。

根据爱因斯坦的说法,黑洞是无限小、无限密集的斑点,称为奇点,广义相对论的数学在这里崩溃。但根据新的研究,一种用于分析相对论的通用数学简化方法可能有缺陷。因此,黑洞可能根本不是奇点。相反,它们可能是充满黑暗能量的空间。这可以解释一些来自世界上最大的引力波猎人的惊人发现。

迷你黑洞存在

黑洞当然可以很大,但它们能很小吗?结果发现,在太空中可能存在的黑洞,大约是已知黑洞的一半大小。大多数正常质量的黑洞的质量大约是太阳质量的5到6倍。

去年11月,天文学家在距离银河系约1万光年的边缘进行观察时,发现了一个黑洞的微弱证据,其质量是太阳的3.3倍。这样恒星质量太大了,不能成为中子星,但比任何已知的黑洞都小。这样的黑洞是被预测的,但以前从未被发现过。

银河系的黑洞有耀斑

说到银河系,我们母星系中的超大质量黑洞有点奇怪。通常,黑洞的吸积盘在更活跃时发出更多的光,因为更多的物质在一起并产生摩擦。5月,银河系中心黑洞——射手座A*一切都很平静。

然后,天文学家们发现了一个奇怪的耀斑,这是天文学家们见过的最亮发光黑洞,至少在红外光谱中是这样。

目前还不清楚这种奇怪的耀斑是什么,但科学家认为,这种耀斑是当一个尘土飞扬的天体或恒星与人马座A*近距离摩擦时引起的。

捕捉中形成的最大黑洞

像人马座A*这样的巨大天体似乎应该永远形成,但事实证明,从宇宙规模上将,宇宙中最大的黑洞很可能是在眨眼间形成的。

6月份发表的一项研究表明,在宇宙历史的最初8亿年里,超大质量黑洞形成——而它所带走的只是一个巨大的气体云。当气体云在引力作用下积聚和束缚时,它们会在自身引力下坍塌,形成一个小黑洞,而不需要一颗恒星超新星。然后,这些所谓的"直接坍塌黑洞"将继续以惊人的速度吸收物质,在短短1.5亿年的时间里,其增长速度达到10,000倍。

不明飞行物(UFOs)从黑洞中飞出

什么比黑洞更奇怪?从一个大飞碟飞出的不明飞行物,它是一股超快的热风,似乎从黑洞的吸积盘流出。

8月份发表的一项研究发现,这些不明飞行物可以解释为什么星系中心附近的空间相对缺乏物质。研究发现,来自星系中心超大质量黑洞的不明飞行物可能像扫雪车一样,把所有多余的物质推到远离其外围的黑洞附近。

行星9实际上可能是一个黑洞

说到不明物体,太阳系中被称为行星9的神秘天体实际上可能是一个葡萄柚大小的黑洞。

在海王星之外,有一些奇怪的天体,,它们的运动就像被附近一些我们看不到的某个天体的引力所控制。它们绕着原理其他八颗行星的轨道运行,它们似乎以不同的平面定向。

一些理论家做了计算,并得出结论说有一颗行星在那里,其质量是地球质量的约10至20倍。但是在10月份发表的一项研究中,其他做过独立数字运算的科学家发现,一个与葡萄柚一样大的微小原始黑洞也可以解释这些跨海王星天体的怪异行为。

通过黑洞发送信息会使它蒸发

黑洞可能是进入另一个宇宙的虫洞。但是,不要费心试图通过虫洞向那个外星宇宙中的某个人发送信息。

今年8月,科学家发现,即使通过黑洞发送微小的信息也会改变黑洞,使其蒸发。通过虫洞传输的第一个信息将使接收黑洞缩小 30%,随后的每个消息都会进一步缩小黑洞,同时携带的信息越来越少。仅仅经过少量传输后,信息将不携带任何信息,接收的黑洞就会消失。

外星人可以向黑洞发射激光

黑洞可能不只是给外星世界的生命提供食物;它们也可能允许外星人在星系中航行。通过向黑洞发射激光,先进的外星生物可以围绕黑洞周围的引力井来发射光子或光粒子。这些光子会绕着圈,回到接收器,但在这个过程中,它们会削弱黑洞的一些动量,并将其转化为能量。当光子返回时,外星人可以将能量转化为动力,为它们在星系中的运动提供动力,这个过程可以反复重复。

我们也许能把你从黑洞里救出来

当你放大黑洞的事件视界时,时间变慢了,你像“意大利面条”一样伸展,被撕成碎片,对吗?不是那么快,也许有办法把你从这些死亡陷阱中拯救,至少根据一种新的推测理论。

根据这个理论,可能有一种纠缠两个黑洞的方法。(量子纠缠是奇怪的效果,通常只在微小的亚原子尺度上看到,其中两个粒子或物体在很远的距离上密不可分地连接着。)从来没有人设法纠缠肉眼可见的物体,但假设有一种方法将两个物体纠缠成黑洞一样大,那么有可能将它们用作在两个位置之间即时传送的方式。在这种情况下,如果你不小心掉进了黑洞,也许有办法把你弄出来——尽管在另一个时间和地点。

旋转的黑洞可以使高超音速飞行变得平缓

扣上,戴上降噪耳机,放松一下——你即将跳进一个旋转的黑洞。当然,你很有可能被撕成碎片,但至少一些物理学家认为进入一个旋转的黑洞,实际上可能是一种完全不同的经历。事实上,旋转的黑洞可能更像柔和的时间入口。

让我们假设虫洞的存在,黑洞是进入它们的方式。某些类型的超大质量黑洞,如银河系中心的温和巨型黑洞,不会旋转太多。新的计算表明,进入这样的黑洞甚至不会造成颠簸,因为它缓慢的旋转意味着可以忽略不计的收缩和拉伸,并且很可能处于宇宙飞船能够承受的压力范围内。

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