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  1. 狂欢之后的深思首张黑洞图像没有回答的三大问题

    2019年04月12日07:36  来源科技日报
     

    左图 钱德拉X射线望远镜与事件视界望远镜同时拍摄的照片显示了M87星系中心黑洞的相对论性喷流右图 事件视界望远镜拍摄的M87星系中心黑洞图像图片来源美国趣味科学网站

    4月10日整个物理学界陷入一场集体狂欢中位于全球各地的事件视界望远镜EHT拍摄的首张黑洞特写照片终于面世这张照片是黑洞存在的直接证据拉开了黑洞天文学新时代的序幕

    尽管如此据美国趣味科学网站10日报道英国埃默里大学黑洞研究专家艾琳邦宁说黑洞的故事远没有结束狂欢之后我们应该明白有几个与黑洞有关的重要问题仍悬而未决

    黑洞巨大的热快物质喷流如何产生

    中国科学院国家天文台研究员?#25509;?#20426;对科技日报记者介绍说所有超大质量黑洞都能吞噬附近物质吸收穿过黑洞事件视界的物质并以接近光速的速度将其余物质喷射?#25945;?#31354;中天体物理学?#39029;?#20043;为相对论性喷流

    比如此?#38382;?#20214;视界望远镜的拍照模特M87星系中心黑洞就因其令人印象深刻的喷射而声名显赫它喷射的物质和辐射遍布整个太空它的相对论性喷流如此庞大以至于它们可以完全逃离周围的星系

    物理学家知道这种情况是如何发生的在物?#20107;?#20837;黑洞的引力井时物?#26102;?#21152;速到极快速度然后其中一些物质逃之夭夭但他们对这种情况发生的?#38468;?#25345;不同意见而最新出炉的这张图像及相关文件尚未提供任何详细信息

    邦宁说要想弄清楚这些?#38468;ڣ?#38656;要将覆盖相当小范围的事件视界望远镜观测结果与更大的相对论性喷射图像结?#26174;?#19968;起考虑而且她认为随着位于银河系中心的超大质量黑洞的图像问世我们可能会获得不少答案因为银河系中心超大质量黑洞不像M87星系中心黑洞那样产生喷流所以比较两张图像可能会厘清一些问题

    广义相对论和量子力学如何统一

    ?#24247;?#29289;理学家聚在一起谈论一个真正令?#24605;?#21160;的新发现时可能都会有人说这一新发现或许有助于解释量子引力量子引力是物理学领域最大的未解之谜是物理学江湖中的屠龙刀得之可得天下

    ?#25509;?#20426;解释称大约一个世纪以来物理学家使用?#25945;?#19981;同的规则来解释万事万物他们用广义相对论来解释诸如引力这样的大事用量子理论来解释非常小的事物问题是这?#25945;?#35268;则难以统一因为量子力学无法解释引力?#27426;?#30456;对论无法解释量?#26377;?#20026;

    那万有引力和量子理论彼此之间就真的水火不容吗物理学家们可不这么想他们希望未来有一天创建出一个大一统理论将这两者囊括其中而这个未问世的大一统理论可能涉及某种量子引力

    在首张黑洞图像宣布之?#22467;?#26377;科学家猜测它可能会在此问题上取得些许突破

    但邦宁对此持不同意见她解?#36864;?#26032;图像没有提供可能缩小两个领域之间差距的新物理学

    但她同时表示人们希望?#26377;?#22270;像中获得答案这一想法合情合理因为黑洞阴影的边缘将引力带入微小的量子空间

    她说我们有望在非常非常接近事件视界的地方或者在宇宙非常非常早期之时看到量子引力

    霍金的理论和爱因斯坦的理论一样正确吗

    据?#25509;?#20426;介绍在物理学家职业生涯的早期斯蒂芬霍金对物理学的最大贡献是霍金辐射理论?#32654;?#35770;认为黑洞实际上不是黑色的随着时间的推移它会发出少量辐射这一点非常重要因为它表明一旦黑洞停止生长它将开?#23478;?#20026;能量损失而非常缓慢地收缩

    邦宁说事件视界望远镜没有证实或否认这一理论

    她说像M87星系中心黑洞那样的巨型黑洞与其庞大的体型相比其发出的霍金辐射可?#20581;?#20061;牛一毛虽然我们目前所拥有的最先进的设备可以探测到这些黑洞事件视界的明亮光线但几乎无法看清超大质量黑洞表面的超暗闪光因此也很难发现其辐射

    她说最微小的黑洞可能是获得这一答案的关键这些最微小黑洞是一些短命的天体其体型小到你可将其整个事件视界握在手中而且与这?#27835;?#23567;黑洞的体型相比其辐射相对较多

    邦宁认为人类最终有可能会弄清楚如何制造或找到一个这样的黑洞并且检测到其辐射从而验证霍金理论的正确性

    黑洞恍如一?#27426;?#19990;的隐者身上背负着诸多有关宇宙的?#26053;أ?#22312;对其惊鸿一瞥后对其进行深入研究将揭示更多秘密让我们更好地了解宇宙了解我们自身记者 刘 霞

    (责编谭晓祺(实习生)樊海旭)

    深?#20173;?#35835;

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