科學(xué)家將公布首批照片證明黑洞存在(組圖) |
對(duì)廣義相對(duì)論最嚴(yán)格檢驗(yàn) 銀河系中心有一片陰影,科學(xué)家一直認(rèn)為,我們看到的陰影其實(shí)是一個(gè)超大質(zhì)量黑洞留下的。在那裡,引力規(guī)則是至高無上的,周圍的光線被吞噬,將空間結(jié)構(gòu)拉伸到拐點(diǎn)。黑洞也許是最大膽的科學(xué)預(yù)測(cè),縱然我們可以繪制出理論上的黑洞圖片,找到許多看似黑洞的天體的證據(jù),但迄今從來沒有人真正看見過黑洞。 這一切或許會(huì)在幾個(gè)月內(nèi)改變。天文學(xué)家正在整合地球上多臺(tái)微波望遠(yuǎn)鏡資源,將其變成迄今最精確的天文觀測(cè)儀器。他們會(huì)將這只“大眼”轉(zhuǎn)向銀河系中心一個(gè)超大質(zhì)量黑洞所在位置,即代號(hào)為“人馬座A星”(Sag A)的黑洞。即便目前尚未建成,但這個(gè)“微波巨眼”已拍攝到一張人馬座A星的迷人靚照。 去年9月,一個(gè)由美國麻省理工學(xué)院赫斯塔克天文臺(tái)(Haystack Observatory)天文學(xué)家舍普.多爾曼(Shep Doeleman)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了多篇論文,足以證明人馬座A星黑洞的存在。 多爾曼及其團(tuán)隊(duì)希望我們不久能看到人馬座A星黑洞的黑色輪廓。接著,他們希望看到墜向黑洞的物質(zhì),勾畫出黑洞遭扭曲的時(shí)空畫面。通過這些數(shù)據(jù),科學(xué)家將得到黑洞形成和發(fā)展過程的信息。這些觀測(cè)數(shù)據(jù)還會(huì)是迄今對(duì)愛因斯坦廣義相對(duì)論的最嚴(yán)格檢驗(yàn)。廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)了黑洞的存在。如果廣義相對(duì)論是錯(cuò)誤的,多爾曼的團(tuán)隊(duì)可能根本看不到黑洞,而是更加奇怪的東西。 質(zhì)量相當(dāng)於450萬個(gè)太陽 我們確信無疑的一點(diǎn)是,一個(gè)龐大的神秘天體隱藏於銀河系中心——因?yàn)樗鼜?qiáng)大的引力影響著附近恒星和氣體的運(yùn)動(dòng)。這一神秘天體的質(zhì)量是太陽的450萬倍,湧進(jìn)了一個(gè)大小相當(dāng)於內(nèi)太陽系的區(qū)域。讓物質(zhì)以如此緊密聚在一起的辦法十分罕見。一大群中子星或小質(zhì)量黑洞均高度不穩(wěn)定。所以,科學(xué)家認(rèn)為最好的解釋就是超大質(zhì)量黑洞。 超大質(zhì)量黑洞被認(rèn)為處於多數(shù)大星系的中心。在一些所謂的活動(dòng)星系,大量氣體被捲入黑洞,在黑洞周圍形成一圈熾熱物質(zhì),常常令周圍數(shù)十億顆恒星變得黯然失色。我們的銀河系顯然就沒有黑洞那麼好運(yùn)氣,只能依靠附近恒星噴射的一層稀薄的氣體存活。隨著氣體向黑洞方向運(yùn)轉(zhuǎn),它會(huì)加熱並照亮黑洞,儘管看上去遠(yuǎn)比活動(dòng)星系內(nèi)的圓盤狀物體昏暗。此時(shí),從無線電到X光線,各類電磁輻射物噴射而出,場(chǎng)面蔚為壯觀。 當(dāng)然,黑洞自身確實(shí)不會(huì)發(fā)光,但它可以吞噬光。這是我們希望可以看到的結(jié)果:黑洞周圍氣體發(fā)出的光被吞噬,這樣一來,在熾熱的發(fā)光氣體的背景下,黑洞就成了一個(gè)陰影或輪廓。看到這片陰影絕非易事。它沒有輪廓鮮明的邊緣,因?yàn)槲覀円琅f會(huì)在黑洞前面看到光和氣體釋放的其他放射物。另外,陰影範(fàn)圍十分小。 按照愛因斯坦相對(duì)論的解釋,一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)於450萬個(gè)太陽的超大質(zhì)量黑洞的直徑應(yīng)該為2700萬公里,即便其引力會(huì)讓附近光線彎曲,看上去是真正大小的兩倍,但這個(gè)黑洞看上去仍舊非常小。從地球上看去,這可能覆蓋大約50微角秒(micro-arcsecond)的角度——這好比一個(gè)出現(xiàn)在月球上的足球,或是整條手臂上的一個(gè)細(xì)菌。
![]() 位於美國加州的CARMA望遠(yuǎn)鏡陣列,由6具10.4米直徑,9具6.1米直徑,8具3.5米直徑的天線組成
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