重大发现!人类首次看到的那个黑洞被证实在自旋,爱因斯坦又对了
爱因斯坦是人类历史上成就仅次于牛顿的物理学家, 其提出的相对论,与量子力学构成了现代物理学的两大支柱。爱因斯坦的广义相对论认为,引力并不是力,本质是时空弯曲。
广义相对论做出了许多非凡的预测,黑洞就是其中最知名的预测之一。黑洞非常神秘莫测,因为黑洞的本体不仅不发光,还会吞噬所有的光线。因此一个处于静默状态下的黑洞,人类是无法直接观测到的,只有那种存在吸积盘和喷流的黑洞,人类才能观测到。而“事件视界”这个分界面则将黑洞内部与外部分隔开来,使得人类获取不到黑洞内部的任何信息。
理论研究和大量的观测结果,使得科学家相信宇宙中存在数量庞大的恒星级黑洞,并且绝大多数星系中心都存在一个超大质量黑洞,比如银河系中心就存在一个超大质量黑洞“人马座A*”。
位于室女座方向,一个被叫作M87的大型椭圆星系中心的那个超大质量黑洞,是首个被人类看见的黑洞。
科学家使用分布在全球的多个地面大型望远镜,利用甚长基线干涉测量技术,模拟了一个口径等效于地球直径,分辨率是哈勃望远镜1000倍的的虚拟望远镜——事件视界望远镜,简称EHT。通过这种技术,可以对黑洞进行拍照。
2019年4月,EHT组织公布了M87星系中心的那个超级黑洞的照片,使人类首次看到了黑洞的真实外貌。
2021年3月,EHT又公布了M87黑洞阴影周围的高分辨率偏振图像。
2022年5月,EHT公布了银河系中心那个质量大约是太阳质量400万倍的超大质量黑洞的照片。
在我国科学家的主导下,由全球45个科研机构组成的国际科研团队对EHT所提供的M87黑洞观测数据进行了深入研究,证实M87黑洞确实在自旋。据中国科学院上海天文台介绍,相关研究成果已于2023年9月27发表在国际著名学术期刊《自然》杂志上。
M87黑洞距离地球大约5,500万光年,质量大约为太阳质量的65亿倍,比银河系中心的那个超大质量黑洞“人马座A*”还大上千倍。科学家发现M87黑洞的喷流呈现周期性的摆动,摆动周期约为11年,振幅约为10度。为什么会出现这种现象呢?最合理的解释就是M87黑洞存在自旋。
一个稳定的黑洞可以用三个特性来描述,分别是质量、电荷和自旋。像这种存在自旋的黑洞,被称为克尔黑洞,而不存在自旋的黑洞则叫史瓦西黑洞。
此前科学家从理论上推测,认为黑洞存在自旋,但一直未证实。这一新发现为黑洞自旋理论提供了强有力的观测证据,表明黑洞确实存在自旋,这是人类揭开黑洞神秘面纱过程中所获得的十分重要的发现。
并且,黑洞自旋现象符合爱因斯坦广义相对论的相关预测。前些年天文学家成功观测到了广义相对论所预言的引力波现象,此次新的发现再次体现出了爱因斯坦的伟大,他又对了!
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