玻色子星可能和超大質量黑洞一樣,但它是透明的

2020-09-10 萬象經驗

去年,天文界創造了一個絕對的奇蹟。這是第一次,全世界的目光都集中在黑洞陰影的真實圖像上。這是多年努力的結果,是人類合作和技術獨創性的偉大成就。就像最好的科學突破一樣,它開啟了一個全新的探索世界。



與黑洞類似,廣義相對論預測,玻色子星能夠增長到幾百萬個太陽質量,並達到非常緊密的狀態。事實上,它們與超大質量黑洞具有相同的這些特徵,這使得一些作者提出,一些位於星系中心的超大質量緻密物體實際上可能是玻色子星。

因此在一篇新論文中,科學家計算出瞭望遠鏡觀測到的玻色子星的樣子,以及它與吸積黑洞的直接圖像的不同。玻色子恆星是最奇怪的理論天體之一,它們不太像傳統恆星,恆星主要是由叫做費米子的粒子組成的——質子、中子、電子。而玻色子恆星則完全是由玻色子組成,這些粒子包括光子、膠子和著名的希格斯玻色子,不遵循與費米子相同的物理規則。

費米子受制於泡利不相容原理,這意味著你不能讓兩個完全相同的粒子佔據相同的空間。然而,玻色子可以被疊加,當它們聚集在一起時,它們就像一個大粒子或物質波。我們知道這一點,因為我們在實驗室裡完成了我們所說的玻色-愛因斯坦凝聚態。



在玻色子星的例子中,粒子可以被壓縮到一個空間中,這個空間可以用不同的值或尺度上的點來描述。如果以正確的排列方式得到正確的玻色子,這個「標量場」就會進入一個相對穩定的排列。理論上是這樣的,但並不是所有人都看到過這樣的行動。質量足以形成這種結構的玻色子還沒有被發現,更不用說質量相當於超大質量黑洞的玻色子了。

如果我們能確定一顆玻色子星,我們就能有效地定位這個難以捉摸的粒子。為了形成與候選的超大質量黑洞一樣大的結構,玻色子的質量需要非常小。類似更小質量的自旋為0的玻色子出現在幾種宇宙學模型和弦理論中,並在不同的名稱下被提出作為暗物質候選者。這樣的假設粒子極難被探測到,但是觀察一個看起來像玻色子恆星的物體就會發現它們的存在。

玻色子星不會融合原子核,也不會發出任何輻射,在太空中看不見,很像黑洞。然而,與黑洞不同的是,玻色子星將是透明的,它們缺乏能夠阻止光子的吸收表面,也沒有視界。光子可以逃離玻色子星,它們的路徑可能會受到重力的輕微影響。



但是一些玻色子星可能被一個旋轉的等離子環所包圍,很像環繞黑洞的吸積盤。它看起來非常相似,就像一個發光的甜甜圈,裡面有一片黑暗的區域。因此,科學家對這些等離子體環的動力學進行了模擬,並將其與我們可能看到的黑洞進行了比較。他們發現,玻色子恆星的陰影要比類似質量的黑洞的陰影小得多。

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  • 玻色子星可能和超大質量黑洞一樣,但它是透明的
    這是第一次,全世界的目光都集中在黑洞陰影的真實圖像上。這是多年努力的結果,是人類合作和技術獨創性的偉大成就。就像最好的科學突破一樣,它開啟了一個全新的探索世界。與黑洞類似,廣義相對論預測,玻色子星能夠增長到幾百萬個太陽質量,並達到非常緊密的狀態。
  • 黑洞身份再遭懷疑,愛因斯坦暗示另一種可能:它也可能是玻色子星
    科學家指出:只要玻色子排列方式正確,就有可能出現這種現象,甚至可能形成超大質量黑洞那麼巨大的天體。這種事聽起來很詭異,並且至今也沒有人發現過所謂的玻色子星,但是目前的理論並不能駁斥它的存在。更重要的是,Olivares指出:「就像黑洞一樣,玻色子星也是廣義相對論所預言的天體,而且能夠成長到數百萬倍太陽質量,並達到極高的緻密度。正是由於它們與超大質量黑洞有諸多相似之處,才讓許多作者提出,那些位於星系中心的超大質量緻密天體或許就是玻色子星。」
  • 超大質量黑洞:星系的締造者?
    如果這個想法是正確的,它就將會顛覆已有的星系形成理論。它也會驚人地對改變我們自己的起源。如果沒有超大質量黑洞產生的噴流催生出銀河系,也許人類就不會出現在這個宇宙中。不過天文學家們並不打算就此重寫宇宙的歷史。他們關注的是超大質量黑洞和星系之間的聯繫,這也是縈繞在星系形成上的一個關鍵問題。
  • 超大質量黑洞:宇宙的締造者?
    超大質量黑洞驅動著類星體,它們會產生以極高的速度運動的物質噴流,正是這些噴流觸發了星系的形成。如果這個想法是正確的,它就將會顛覆已有的星系形成理論。它也會驚人地對改變我們自己的起源。如果沒有超大質量黑洞產生的噴流催生出銀河系,也許人類就不會出現在這個宇宙中。
  • 超大質量黑洞增長速度的剋星:吸積盤
    黑洞因其超高密度而擁有巨大的引力,即便是光也無法從中逃脫。對於黑洞的形成普遍認為是由於大質量恆星在演化末期發生了劇烈的超新星爆炸,爆炸將其核心擠壓成一個密集極高的星體——這就是黑洞。    超大質量黑洞大都出現在星系的中心位置,其質量是太陽的幾百萬倍至幾十億倍。
  • 潛伏在宇宙中的新型黑洞是怎樣的,它與超大質量黑洞有什麼區別?
    事實上,哪怕是放眼整個宇宙,黑洞也是一種足夠巨大的天體,它的演化同時還影響著周圍的物體。如果你也對黑洞的形成有一定了解,那麼就應該知道:黑洞的誕生其實和中子星的產生過程相似,都始於恆星死亡時在自身重力的作用下坍塌。只是恆星在死亡和坍塌之後可能形成的是兩個完全不同的物體,而該結果則完全由原始恆星的質量來決定。
  • 超大質量黑洞在宇宙中並不罕見
    圖為大型星系NGC 1600的照片,以及由哈勃望遠鏡拍攝的星系核心部位近照,這裡可能存在著一個質量為太陽的170億倍的超大質量黑洞,或者雙黑洞。橢圓星系NGC 1600距離我們約2億光年,它的中心可能存在一個目前為止發現的質量最大的超大質量黑洞。
  • 它是一個超大質量黑洞,質量是太陽的100萬倍,以50%光速瘋狂旋轉
    浩瀚的宇宙有著無數的天體,而這些天體主要是以恆星和行星為主,它們可以說是宇宙天體的主流。而在主流天體之下,自然也存在一些非主流的特殊天體,比如中子星,脈衝星,黑洞等。正是由於黑洞強大的吞噬能力,連光也不放過,所以我們很難通過光的反射來直接觀測到黑洞的存在。可是黑洞強大的吞噬能力往往也難以真正隱藏自己,尤其是超大質量黑洞,它們的吞噬能力異常強大,吞噬恆星就跟喝水一樣容易,而在吞噬恆星過程,恆星的反抗會爆發出強烈的閃光。
  • 解讀銀河系中心超大質量黑洞,它不僅僅是毀滅者更是締造者!
    萬倍,但它與其他超大質量相比就顯得微不足道了,有些超大質量黑洞可達太陽質量的數十億倍,而之所以質量會如此之大,科學家們推測原因之一就是黑洞在不斷吞噬周圍氣體雲和靠近它的恆星。當然,也可以換一種簡單的思維方式,黑洞聽起來很可怕,但與太陽一樣,它本質上也是一種天體。在太陽系裡,水星距離太陽最近,但它並沒有被太陽吞噬,因為水星的速度足夠快。不過我們絲毫不用擔心黑洞會吞噬我們的太陽系和地球,我們足夠安全,因為太陽系距離銀河系中心的黑洞達到2.6萬光年,這個距離是一個非常安全的距離。
  • 在時間之初,宇宙間可能充滿了超大質量的黑洞
    簡介:貝拉迪塔和她的合著者通過發現blazars證實了宇宙生命的前10億年裡,存在著大量發射強大相對論噴流的超大質量黑洞。宇宙大爆炸9億年後,它出現了。這個黑洞吸收了大量的電離氣體,形成了一個星系引擎,被稱為「火焰」(blazar),它將一股超熱的明亮物質噴射到太空中。在地球上,我們仍然可以探測到120多億年後那次爆炸產生的光波。天文學家先前發現的證據表明,在稍微年輕一點的「輻射噪聲活躍星系核」(RL AGNs)中存在著原始的超大質量黑洞。
  • 超大質量黑洞重新溯源:可能與暗物質的光暈有關
    超大質量黑洞重新溯源:可能與暗物質的光暈有關  Jane Cai • 2019-01-24 17:20:03
  • 揭秘超大質量黑洞快速形成:無吸積盤限制
    超大質量黑洞大都出現在星系的中心位置,其質量是太陽的幾百萬倍至幾十億倍。在宇宙形成早期,約在宇宙大爆炸後8億年,如此巨大的黑洞就已經出現。然而,人們一直無法解釋的是,為何這些大塊頭能夠在相對如此之短的時間內就能夠迅速形成呢?當今黑洞的增長速度受到吸積盤的限制。吸積盤由氣體和塵埃組成,圍繞黑洞旋轉並不斷被吸積到黑洞之中,它以兩種方式防止黑洞快速膨脹。
  • 伽馬射線模式暗示星系可能擁有兩個超大質量黑洞
    研究小組指出,這可能是星系中心有兩個超大質量黑洞的跡象。 傳統觀點認為,潛伏在大多數星系中心的是一個超大質量黑洞。銀河系就是一個完美的例子--Sagittarius A*距離地球約26,000光年,質量約為太陽的400萬倍。雖然人們普遍認為星系只存在一個超大質量黑洞,但某些星系可能存在兩個超大質量黑洞在理論上卻是行得通的。
  • 天文學家發現超大質量黑洞陷入宇宙
    這個結構大約是銀河系大小的300倍,包含一個超大質量的黑洞,它將附近的六個星系困在一個宇宙氣體的 "蜘蛛網"中。這為早期宇宙如何能如此迅速地成長提供了新的啟示。 在周四發表在《天文學與天體物理學》雜誌上的一項新研究中,一個由天文學家組成的國際合作組織詳細介紹了類星體 "SDSS J1030+0524"(簡稱J1030)周圍的環境。
  • 83個超大質量黑洞現身!幾乎與宇宙本身一樣古老!
    超大質量黑洞是已知宇宙中最為神秘的天體之一,它的質量相當於100萬顆至100億顆太陽,通常每個星系中心都會潛伏著一個超大質量黑洞。
  • 要了解超大質量黑洞如何誕生?先找到最小的超大質量黑洞研究吧
    我們對超大質量黑洞似乎耳熟能詳,但它們的形成機制至今仍是宇宙學一大謎團。天文學家最近鎖定一個距離地球約 1,100 萬光年的模糊星系,其中心超大質量黑洞與同類一比相對青澀,或許有機會幫助天文學家解開超大質量黑洞的原貌。
  • 它是最重的超大質量黑洞,其質量約為太陽的660億倍,那它在哪?
    如果黑洞能使我們感到恐懼的話,那面對超大質量的黑洞又該怎麼辦呢?其實這也不必擔心,因為我們處於一個安全的距離上。試問,哪種類型的超大質量黑洞會變得更重?以及我們去哪兒尋找它們?宇宙中重量級物體黑洞是一個非同尋常的時空(物體),並具有難以置信的、強大的引力效應。它的引力是如此強大,即使是光,也逃不掉它的束縛。
  • 宇宙中超大質量黑洞的形成,是否與周圍的星際氣體和恆星有關?
    但是,黑洞也有不同的類型,比如,由我國天文學家發現的已知最大恆星質量黑洞LB-1,便是一種不同於中等質量恆星黑洞和超大質量黑洞的恆星質量黑洞。而在所有大型星系中心,都普遍存在的超大質量黑洞,其平均密度則要比其他類型黑洞低得多,甚至可以低於我們地球上的空氣密度。原因並不複雜,一個黑洞的施瓦西半徑值和自身的質量成正比,但它的密度卻跟自身的體積成反比關係。
  • 天文學家發現:超大質量微型黑洞
    作者|Brid-Aine Parnell天文學家在3.4億光年外的一個矮星系內發現了一個微乎其微但具有超大質量的黑洞。這個微型黑洞是已知處在一星系中心的最小黑洞,而質量卻是太陽的50,000倍。黑洞按形成方式可分為兩種——一種是恆星質量黑洞,由大型恆星死亡並坍塌而形成;還有一種就是超大質量黑洞,與其寄主星系共同演化(黑洞處於該寄主星系中心)。後一種黑洞的質量往往是太陽的100,000倍以上。但這是人們首次在矮星系中發現這樣一個微型「熔爐」,而且其質量只有以上數字的一半。
  • 星系中心的超大質量黑洞到底是如何形成的?
    有這麼大的恆星能通過超新星演化出這麼大的黑洞嗎?顯然不可能!所以我們今天就了解下宇宙早期的超大質量黑洞演化過程,它咋來的!先了解下我們銀河系的超大質量黑洞是怎樣被發現的銀河是夜空中光明與黑暗的交織,它包含了我們所能看到的所有恆星,從年輕到古老,有大有小,顏色各異,中間夾雜著昏暗的氣體雲,綿延數十萬光年,而我們就是其中的一份子!