黑洞新探

黑洞既可怕又可爱。在公众眼中，黑洞是宇宙的终结者，可以吞噬一切。在幻想家的眼里，黑洞是神奇的大门，可以通过它回到他们的童年。在科学家眼中，黑洞是神秘的研究对象，它与宇宙和人类有关。因此，黑洞的研究不断出现新的成果。首先，黑洞也是恒星的摇篮。众所周知，黑洞吞噬恒星。然而，最新的研究结果证明，黑洞可能有助于大恒星的形成。这一成就是基于X射线天文台的观测。莱斯特大学的科学家谢尔盖·纳亚克·沈(Sergei Nayak Shen)在观察和研究后指出:“许多科学家认为，黑洞周围物质的高速运动会阻止恒星的形成。事实上，恰恰相反，黑洞周围巨大的圆盘状气流(科学家称之为圆盘状模型)有助于新恒星的形成，或者它充当一群迷失恒星的育儿室——科学界称之为集群迁移模型。研究表明，围绕黑洞的厚圆盘状气流中的重力抵消了来自黑洞重力的阻力，从而为恒星的形成提供了条件。当黑洞高速喷出放射性气体流时，气体被压缩和加热。冲击波还通过带走气流中的一些电子使气体电离。撞击后，云层收缩，离子重组产生辐射，并从云层转移能量。冷却导致云进一步收缩，当气体球的密度足够高时，它可能会坍缩形成恒星。在这个过程中，黑洞的食物被盗来制造恒星，这不同于传统的黑洞理论。传统理论认为吸积盘是黑洞的能量来源，而新理论认为偷星是非常有效的，并使它们非常重。黑洞周围的恒星通常比银河系其他地方的恒星大几倍。这也表明恒星的形成比我们想象的要顽强得多。第二，黑洞形成“星系风”日本科学家最近首次成功捕捉到黑洞边缘的气体是一个迅速扩散的“星系风”图像。黑洞位于星系NGC1052中，距离地球6000万光年，质量是太阳的1000倍。人们普遍认为，由于黑洞的质量，它可以吞噬所有靠近它的物质。然而，研究人员分析了捕捉到的图像，发现聚集在黑洞周围的气体并没有被消耗掉，而是以每秒数百公里甚至几千千米的速度向外扩散。这一成就对揭示黑洞内部的秘密和“星系风”的奥秘大有帮助。这三个黑洞也有“孪生”姐妹。从2001年3月到2002年6月，日本科学家用射电天文台的巨型基线射电望远镜阵列仔细观察了一个名为3C6613的星系，最终发现这个星系的核心位置是一对典型的两个黑洞。发现这两个黑洞花了很多心思。首先，所谓的一对黑洞必须在万有引力的作用下相互旋转。这样一对黑洞不能相距太远，以至于它们的相互旋转运动在人类生命周期中并不明显，但它们也不能靠得太近，因为单个黑洞是致命的吸引力。如果两个黑洞靠得很近，相互吸引就更大，这将使它们疯狂地旋转，距离近也意味着它们很快会被抱在一起，因此，对于从远处观察的人来说，要把它们区分成两个黑洞有点困难。因此，找到这两个黑洞的关键是用一个角度分辨率最大的望远镜尽可能远离地球进行搜索。因为要区分距离中的两个黑洞，它们的相互距离是望远镜视线的一个打开角度。它们的距离越小，张角越小。所以科学家们用一个长基线射电望远镜阵列来寻找它。

所谓的长基线射电望远镜阵列是将大量的射电望远镜放置在地面的大面积上。所有这些望远镜一起工作形成一个大口径望远镜。它的角度分辨率是光学望远镜无法比拟的。如果我们假设两个黑洞之间的距离是1万亿公里，然后假设它们是lOOMpc(离地球的Mpc(Mpc是天文学中描述的距离单位)，那么我们可以看到地球上两个黑洞之间的角距离只有大约100微秒，在这个距离，巨型基线无线电阵列几乎不能分辨到几十微秒的程度，这足以分辨两个黑洞的阴影。四、黑洞也跳舞“两个人跳舞”天文学家通过仔细观察表明，上面发现的两个黑洞在各自的椭圆轨道上周期性地运动，椭圆运动周期约为1.05年。3C6613星系核心运动椭圆周期的唯一可能解释是，它的核心是两个巨大的质量点，它们围绕彼此椭圆运动。根据开普勒第三定律，整个椭圆空间中两个质量点的质量分布密度可以由椭圆长半轴的长度来计算。如果我们进一步假设这两个质量点的质量比为10: 1，那么就可以计算出它们各自的质量，结果是惊人的，质量大约是太阳质量的54亿倍。这些数据表明，3C6613星系的核心是一对超大质量黑洞。进一步的计算表明，这两个黑洞相距5.9亿公里，它们的相互吸引使它们逐渐靠近，其方式非常类似于两个舞者在附近旋转。据估计，大约5000年后，它们将合并成一个黑洞，从而最终完成银河核心的统一。这是人类第一次在现代技术的帮助下看到双黑洞的“双舞”。1915年8月21日，在英国和土耳其战争期间，一个英国军营来到了欧洲西南部达达尼尔海峡附近的一个山谷。这个营由500人组成，当时携带非常先进的武器和装备。但是就在他们进入山谷后，一种神秘的黑色和蓝色的雾突然出现，笼罩着人们。然后，几乎在一眨眼的功夫，朦胧的雾在紧急情况下升起。英国鲁福第五团第一营的500名官兵全部消失得无影无踪，什么也没有留下。这是第一次有记录的军队神秘失踪。事实上，以前也发生过许多类似的事件。1890年，美国殖民地罗诺克的大约100名村民神秘失踪。当美国军队到达那里时，他们发现村子里的房子都点着蜡烛，桌子上摆着晚餐，但是那里没有人。他们最初认为这些人是被当地土著人杀害的，但是附近没有一滴血或一具尸体。在村子里牧师住宅的柱子上，人们发现了一行匆忙写下的文字:“似乎不是……”1923年2月5日，巴西佛得角的600名居民突然失踪，再也没有出现。警察仔细搜查了这个地区。在学校里，他们发现一把枪掉在地上，显然是为了抵御突然的外力。教室的黑板上写着:“没有人来救我们。”人类的神秘消失引起了科学家们的极大关注。有希腊的“波塞冬”和“外星人俘虏”等等。然而，旧金山加利福尼亚大学的简·林赛教授最近的一项研究指出，这些人类的集体消失与黑洞有关。地球上的时间和空间周期性地变化。整个城市处于一个完全不同的四维空间，有时甚至被“踢出”去。地球上有许多这样的黑洞，人类经常莫名其妙地遇到它们。然而，林赛教授说:“物体不能穿越时间和空间，所以我们可以发现失踪者的物体停留在原来的地方。”