黑洞探究

作者:爱新闻 郭颖颖 来源:中国日报网
2015-05-07 13:56:35

更加明亮清晰

因此,虽然你无法直接观察到黑洞,但是你可以看到它那被明亮的光环和月牙般的弧线环绕的阴影。一些研究人员认为一旦吸积盘喷出其中的气体,尘埃和带电粒子,将会破坏这光彩夺目的景象。为了明确这幅景象究竟将会发生什么样的改变,研究人员创建了目前最精确的计算机模型,其中包含了黑洞周围所有的气体和引力现象。

来自亚利桑那大学(University of Arizona)的天体物理学家弗艾尔·奥泽尔(Feryal Ozel)参与了这次计算机模拟,他认为结果显示,这会使得黑洞阴影周边的光圈更加明亮清晰。这些发现有助于制片人拍摄更加出色的电影情节,但更重要的是,这能帮助科学家们预测在观察银河系的黑洞时,究竟能发现什么。

通过联合世界上多达11架望远镜,天文学家打造了一台地球尺寸大小的虚拟望远镜,首次成功观测到了黑洞阴影及其特有的光晕。奥泽尔表示:“这就是我的愿望和梦想,我们看到阴影周围的光环,其中一边比较耀眼。

这个地球尺寸的望远镜叫做事件视界望远镜(Event Horizon Telescope),将包括从南极到智利的天线阵,并运用超级计算机来处理如此大量的数据。麻省理工学院的天文学家夏普·多尔曼(Shep Doeleman)是此次打造EHT项目的主要负责人,他介绍称:“这EHT可以达到较高的放大层次,目前世界上还没有这样的望远镜。要从地球上捕捉黑洞阴影的图像就像是要在月球上拍摄葡萄柚一样艰难。”

撕得粉碎

今年春天,研究人员连接了7台望远镜,整装待发。他希望2017年,一切可以顺利装备,以直接观测黑洞。他告诉记者:“的确,捕捉黑洞的图像是具有开创性意义的,这可以强有力地证明黑洞确实存在(目前只有间接证据证明其存在,比如通过证实银河系内部黑洞引力对其附近星体的影响)。物理学家也由此可以更加精确地研究黑洞附近的物体运动,更好地研究爱因斯坦引力理论的复杂内容。

不过,也许仅仅捕捉一个画面是不够的。你一定还想要进入黑洞内部去探个究竟。不幸的是,物理学家们也无法预测进入黑洞内之后会发生什么。一贯的假设是认为你可能会被撕得粉碎。一旦你的脚先跨进黑洞,你就会发现脚的重力比头大。随着你越来越接近黑洞,头和脚之间的重力差也越来越大,最终,这个重力差在你身上撕扯。接着,这个所谓的潮汐力将会撕扯你身上的每一个细胞,破坏一切分子,原子,最终将你粉碎。

通过数学计算可以发现,如果是比较小的黑洞——比如太阳质量的十倍大,那么这个撕扯会在你穿过视界就开始产生。在这个视界内,即使是光也无法摆脱黑洞引力。相反,如果这个黑洞是巨大的,比如是太阳质量的几十亿倍,那么你可能可以安全地穿过视界,而这个“粉碎”则会延后发生。

不过,在2012年,约翰·普金斯基(John Polchinski)和他的团队在试图解释进入黑洞的物质是否是永远消失时,发现另外一种可能的存在。据他们介绍,根据量子力学,当你穿过视界时,视界就像一道防火墙,会将你毁灭。你甚至都没有机会进入黑洞去体验前面所说的那种“粉碎”。

许多物理学家都不愿意承认这种观点。根据爱因斯坦相对论的一条定律,一个人在跨入视界之后应该感觉不到有什么不对劲的,只是会漂浮在宇宙空间中。然而,“防火墙”这一猜想打破了等效性原理。这是物理学们长期奉为经典的定律,他们难以轻易否定。于是,他们提出了一个又一个说法试图反驳已被广泛熟知的防火墙悖论。到目前为止,大家依旧争论不休。

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