黑洞是時空結構中的黑點,其密度極高,具有令人難以置信的奇異密度,以至於沒有任何東西能逃脫它們的離合器。他們花時間做一件事:吞噬物質。足夠靠近黑洞,你就是宇宙通心粉,被拉成碎片,向內吸,再也回不來了。
但事實證明,黑洞不僅僅是宇宙真空吸塵器。在2019年,物理學家凝視著無邊的黑暗,並拍攝了有史以來第一張黑洞的照片。他們還進一步了解了這些怪異而永不滿足的野獸是如何工作的,這是科學家們在2019年了解到的關於黑洞的14件事。
令人難忘的形象
2019年的科學家拍攝了一個絕對令人難忘的黑洞M87圖像,它位於銀河處女座A的中心,距離約5300萬光年。奇異點的有史以來第一次特寫,被世界各地稱為「事件地平線望遠鏡」的望遠鏡網絡捕捉到,看起來像一個顆粒狀的小點,周圍是模糊的橙色環。但是,那個很小的像素化圖像實際上是一個黑洞,與太陽系一樣大,是太陽質量的65億倍。
圍繞其黑心的熾熱橙色輝光劃定了事件範圍,即在墜入之前圍繞黑洞旋轉的物質環。當它與其他物質高速摩擦時,它產生能量並發光以形成吸積盤。因此,被成為橙色的戒指。
黑洞長出頭髮,然後又長出禿頭
今年,科學家了解到黑洞確實有毛髮,但是在大多數情況下,它們像母球一樣禿頂。到底是什麼意思?從歷史上看,物理學家認為奇異性是禿頭的或無特徵的,這意味著它們僅具有三個特性:質量,角動量和電荷。這些天生吃豆人一生中消耗的所有東西都被鎖定在事件視線之後,並且以後無法獲取有關黑洞飲食習慣的任何信息。
但是在2016年,已故的物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)與其他人一起發表了一篇論文,建議黑洞具有「頭髮」或獨特的特徵。這些毛髮是事件視界和柯西視界(因果翻轉的起點)上的細微變化,這將使黑洞彼此區分。
但事實證明,黑洞一閃一閃地簇發了幾束稀疏的「頭髮」,最終它們全部消失了。
不可能的大黑洞
去年11月,科學家們說,他們發現了一個距離我們15000光年遠的黑洞,這個黑洞是如此之大,不應該存在。他們推測出一顆恆星的質量大約是我們的太陽的8倍,它似乎正在繞著一片黑暗的空白區域盤旋,從而推測了它的存在。根據那顆恆星的擺動程度,他們計算出該恆星很可能繞著我們太陽質量的70倍黑洞盤旋。以前,科學家認為,恆星黑洞或質量大的恆星坍縮後形成的黑洞,其質量可能不超過我們太陽的質量的30倍-至少在化學成分與我們類似的星系中。
關於那個不可能的黑洞
不幸的是,在大多數情況下,似乎無視物理定律的發現並沒有成立。根據去年12月發布在arXiv資料庫中的幾篇論文,這個黑洞變得不可能變得很大的現象畢竟是不可能的。
不可能的大黑洞可能只是一個常規大小的黑洞,最初計算數字的研究團隊在解釋黑洞/恆星雙星系統發出的光時犯了一個錯誤。研究人員通過將伴星的光與黑洞吸積盤或物質環繞其口中發出的微弱發射相混淆,高估了黑洞質量至少兩倍。 。
黑洞是銀河生命的賜予者
黑洞實際上可能是星系生命的引擎。根據十一月份的一項研究,在他們的飲食狂潮中,黑洞還會通過宇宙發出熾熱,湍流的氣泡。研究發現,熾熱的等離子體可能會保持活躍的星系,否則星系會冷卻並死亡。五月份發表的另一項研究發現,黑洞發出的輻射可以為外星生命提供動力。研究發現,隨著這些黑洞的進食,它們的輻射和光可以促進光合作用並促進生物分子生命模塊的形成。
黑洞可能根本不是黑洞
也許只是黑洞被誤解了。今年夏天,一個數學家和物理學家提出了一個狂野的理論,表明我們不知道黑洞可能不存在。
根據愛因斯坦的說法,黑洞是無限小的,無限密集的斑點,被稱為奇點,廣義相對論的數學崩潰了。但是,根據這項新研究,用於分析相對論的常見數學簡化法可能存在缺陷。結果,黑洞可能根本不是奇點。相反,它們可能是充滿了暗能量的空間。這可以解釋世界上最大的重力波獵人的一些令人驚訝的發現。
存在迷你黑洞
黑洞當然可以很大,但它們可以很小嗎?事實證明,在太空中可能存在大約只有已知黑洞一半大小的黑洞。大多數規則質量的黑洞大約是太陽質量的5至6倍。
11月,天文學家凝視著距我們約10,000光年的銀河系邊緣,發現了一個隱約證據,證明黑洞的質量約為太陽的3.3倍。對於一個中子星來說,它太大了,但是比任何已知的黑洞都要小。這種黑洞是可以預見的,但以前從未發現過。
銀河系的黑洞有一個耀斑
說到銀河系,星系中的超大質量黑洞是由非常奇怪的東西決定的。通常,黑洞的吸積盤在活躍時會發光,這是因為更多的物質摩擦在一起並產生摩擦。
天文學家注意到一個奇怪的耀斑,黑洞發出了至少在紅外光譜範圍內最明亮的天文學家見過的光。
目前尚不清楚這種奇怪的耀斑是什麼,但科學家認為,耀斑是由塵土飛揚的物體或恆星與人馬座A *緊密刮鬍子引起的。
瞬間形成的最大黑洞
像射手座A *這樣的巨大天體似乎應該永遠存在,但是從宇宙的角度來看,事實證明,眨眼間可能形成了宇宙中最大的黑洞。
6月發表的一項研究表明,在宇宙歷史的前8億年中可能形成了超大質量的黑洞,而它所需要的只是一個巨大的氣雲。隨著氣體雲的積累和引力的束縛,它們將在自重作用下坍塌,形成一個小黑洞,而無需恆星產生超新星。這些所謂的「直接崩潰的黑洞」將繼續以驚人的速度徘徊在物質上,在僅僅1.5億年的時間裡增長了10000倍。
那時,他們才停下來,留下了遍布當今宇宙的超大質量黑洞。
不明飛行物飛出黑洞
有什麼比黑洞更奇怪的?飛碟飛出一個。但是,在這種情況下,UFO代表超快流出,並且似乎是從黑洞的吸積盤中流出的熱風。
八月份發表的一項研究發現,這些不明飛行物可以解釋為什麼星系中心附近的物質空間相對缺乏。研究發現,來自銀河系中心超大質量黑洞的不明飛行物可能像掃雪機一樣,將所有多餘的物質推到離黑洞較遠的黑洞附近。
9號行星實際上可能是一個黑洞
說到不明物體,我們太陽系中被稱為第9行星的神秘天體實際上可能是葡萄柚大小的黑洞。
有一些奇怪的物體經過海王星,它們的行為好像受我們看不見的附近某個物體的引力所控制。它們繞著其他八個行星運行,似乎位於不同的平面上。
一些理論家進行了計算,得出的結論是,那裡有一個行星-軌道不穩定,大約是地球質量的10至20倍。但是在10月發表的一項研究中,其他進行單獨數字運算的科學家發現,一個很小的原始黑洞(大約與葡萄柚一樣大)也可以解釋這些反海王星天體的怪異行為。
通過黑洞發送消息會使其消失
黑洞可能是替代宇宙中的蟲洞。但是,請不要試圖通過蟲洞向那個外星世界中的某人發送消息。
在八月,科學家發現即使通過黑洞發送很小的信息也會改變黑洞,使其蒸發。通過蟲孔傳輸的第一條消息將使接收到的黑洞縮小30%,而隨後的每條消息將進一步縮小黑洞-攜帶的信息越來越少。進行少量傳輸後,該消息將不攜帶任何信息,並且接收到的黑洞將消失。
外星人可以在黑洞發射雷射
黑洞可能不僅養活了外星世界。它們也可能允許外星人導航星系。通過向黑洞發射雷射,先進的外星人可以在圍繞黑洞的重力井周圍迴旋鏢光子或輕粒子。這些光子會繞圈並返回到接收器,但是在此過程中,它們將消耗一些黑洞的動量並將其轉化為能量。隨著光子的返回,外星人可以將能量轉換成動量,以推動它們在銀河系中的移動,並且這一過程可以反覆進行。
科學家也許可以從黑洞中救出你
當你越過黑洞的事件視域時,時間變慢,你像義大利麵條一樣伸展並撕成碎片,對嗎?沒那麼快。至少根據一種推測性的新理論,可能存在一種從這些天體死亡陷阱中拯救人們的方法。
根據該理論,可能有一種纏結兩個黑洞的方法。(量子糾纏是一種奇怪的效應,通常僅在微小的亞原子尺度上才能看到,其中兩個粒子或物體在遠距離上密不可分地聯繫在一起。)沒有人曾經設法糾纏過肉眼可見的物體。一種將兩個像黑洞一樣大的物體糾纏在一起的方法,可以將它們用作在兩個位置之間即時傳送的方法。在這種情況下,如果你不小心掉進了黑洞,則可能有一種使你脫身的方法-儘管在另一個時間和地點。
旋轉黑洞可以使超音速旅行更加順暢
系好安全帶,戴上消除噪音的耳機,放鬆一下,你將跳入一個旋轉的黑洞。當然,你很有可能會被撕成碎片而再也不會被看到,但是至少有些物理學家認為進入一個旋轉的黑洞實際上可能是完全不同的體驗。實際上,旋轉黑洞可能更像是溫和的時間門戶。
我們假設存在蟲洞,並且黑洞是通向其中的方式。某些類型的超大質量黑洞,例如位於銀河系中心的溫和巨星,旋轉得並不多。新的計算結果表明,進入這樣一個黑洞甚至不會造成顛簸,因為它緩慢的旋轉意味著可以忽略不計的收縮和伸展,並且完全在宇宙飛船可以承受的應力範圍內。