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双黑洞引力波竟源自同一颗恒星 爱因斯坦百年预言又成真

时间:2021-11-27 03:00:39

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双黑洞引力波竟源自同一颗恒星 爱因斯坦百年预言又成真

从黑洞发现至今,天文学家一直在孜孜不倦的研究,此前他们通过对33个双黑洞系统的研究后发现,这些双黑洞的运动过程非常激烈,甚至两个黑洞会出现同时吞噬的现象。

对于它们互相吞噬的原因一直未有定论,最近的引力波一说得到了证实。

9月14日,位于美国的激光干涉引力波天文台检测到来自两个合并黑洞的引力波信号,0.4秒后,费米太空望远镜检测到伽玛射线爆发。最新研究认为,两个源于同一恒星的黑洞灭亡是此次爆发的原因,而这组黑洞可能来自一颗大质量恒星死亡后的产物。哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家Avi Loeb认为,这是一种宇宙等价关系,伽玛射线爆发信号验证了引力波信号的真实性,两者形成了互补。

科学家们认为,当大质量恒星爆炸时,它的核心将坍缩成为致密的黑洞天体,甚至连光的光子都无法逃离时空的弯曲,此次检测到的引力波正是两个黑洞合并所产生的。黑洞距离我们大约13亿光年,合并后形成引力波的同时损失了三个太阳的质量。强大的引力波类似于电磁辐射,比如无线电、可见光和X射线等,不同之处在于引力波呈现波形。天体物理学家Avi Loeb认为,伽玛射线爆发可以推测出,这对黑洞产生于一颗恒星的毁灭。

天体物理学家认为,如果恒星的转速足够快,它的核心将伸展并呈现哑铃状,随后分裂为两个部分,每个部分单独形成一个黑洞。这对黑洞必须距离足够近才能支持引力波活动和伽玛射线爆发。它们之间约相隔一个地球的距离,而在短短几分钟内合并。新产生的黑洞吞噬坠落物质并产生能量,它每秒吞噬的物质相当于数倍太阳的质量。

美国宇航局费米太空望远镜在引力波信号之后大约0.4秒检测到伽玛射线爆发,NASA表示,引力波和伽玛射线爆发均产生于同一片区域。然而,欧洲INTEGRAL伽玛射线卫星无法证实这一发现。天体物理学家Avi Loeb还表示,此次发现为测量宇宙距离提供了新的替代方法。黑洞可以完全通过质量和旋转进行计算,通过黑洞来测量宇宙距离要比通过超新星等其他天体简单得多。

爱因斯坦预言:宇宙中的时空由多个维度构成,任何一个有质量的天体都会导致周围时空发生扭曲。我们自身也会造成周围时空的异样,只是这样的质量太小,无法察觉。宇宙中的天体质量就足够庞大,时空扭曲更加明显。

在19时爱因斯坦提出相对论的同时,也预言了宇宙中还存在一种神秘的能量,它以波的形式出现,但又虚无缥缈,诸如黑洞碰撞、超新星爆发这样的极端宇宙事件中都会出现。在接下来一个世纪中无数科学家日夜寻找,就是没有找到,这就是引力波。为此美国在列文斯顿和汉福德建造了两个巨大的引力波天线,目前已经十多年过去了,仍然没有发现。

那么爱因斯坦是对的还是错的?在爱因斯坦去世后这个谜团仍然没有揭开,爱因斯坦认为引力波不仅存在,而且就在我们身边,但我们的仪器却始终找不到引力波。

宇宙中还存在一种神秘的能量

难不成爱因斯坦忽悠了全人类,肯定不是,引力波是相对论的基石之一,是时空曲率扰动以波的形式向外传播,也是广义相对论的一个重要预言。如果你说引力波是错误的理论,那么相对论也有问题。可事实上相对论与我们生活息息相关,比如GPS就要修正相对论效应产生的误差,不然导航就会开到沟里。

爱因斯坦

就在爱因斯坦去世半个世纪后,位于美国的激光干涉引力波天文台(LIGO)有了新发现,美国科学家霍福德指出,最新的数据证明这个微弱的信号很有可能是引力波,目前还在分析中。

接下来几个月激光干涉引力波天文台的科学家会加大分析力度,确定这个是假信号还是真实的引力波,其来自遥远的黑洞碰撞。物理学家加布里埃拉-冈萨雷斯认为一旦证实,这将是相对论预言的又一个突破,在爱因斯坦去世后半个世纪,我们终于证明了他的预言。

美国宇航局雨燕X射线望远镜、核频谱望远镜阵列两大高端空间望远镜近日再次联手,发现MRK 335超大质量黑洞彻底疯狂了,强大的X射线喷流犹如喷涌注入宇宙空间。

黑洞怪异的能量行为暗示它此时非常兴奋,因为它正在吃东西。

吸积物质时可释放出强大的X射线喷射流,并由极端高能粒子流驱动,X射线辉光让黑洞变得跟宇宙灯塔一样,非常“明亮”。

黑洞其实不黑,霍金认为黑洞是灰的,但看过《星际穿越》的人都知道,那个卡冈图雅黑洞明显是金灿灿的,吸积盘上的物质以接近光速运动,激烈的摩擦会发出光和热。

黑洞其实不黑,霍金认为黑洞是灰的

在这个半径之外,光可以逃离黑洞的引力,正因为此,NASA目睹了MRK 335超大质量黑洞狂暴的一面。

NASA目睹了MRK 335超大质量黑洞狂暴的一面

极端高能粒子流从黑洞一极释放,直插进入宇宙空间,绵延数光年之远。

英国皇家天文学会的科学家指出,黑洞是宇宙中明亮的天体之一,X射线辉光在这个波段上非常耀眼,但我们在可见光波段上看不到它的存在,除非它在进食。

335超大质量黑洞位于3.24亿光年外的飞马座方向,这是一个非常著名的X射线源。

美国宇航局核频谱望远镜目睹了X射线辉光在产生过程中伴随着高能粒子事件,黑洞周围的强引力场将喷流极度塑性,形成极具美感、极度符合流体模型的喷流,外形如同一个巨大的灯泡,因此得名灯柱模型。

喷流的速度接近20%的光速,如果宇宙飞船在这个速度上运行,相对论效应就出来,你可以返老还童。

黑洞怪异的能量行为暗示它此时非常兴奋

美国宇航局核频谱望远镜科学家发现,MRK 335超大质量黑洞已经变得不那么神秘,X射线光一个巨大的爆发之中释放,极端高能粒子的来源就在于此。

辉光的出现让黑洞有了一个外表,是宇宙中最明亮的天体。

英国皇家天文学会指出,MRK 335从开始进入疯狂模式,但还没有达到应有的亮度水平,美国宇航局雨燕X射线望远镜一直在监视这个黑洞,目睹了耀斑事件的最后一刻。

核频谱望远镜和雨燕X射线空间望远镜隶属于美国宇航局,加州理工学院和由NASA喷气推进实验室负责管理和任务开发,加州大学伯克利分校运营核频谱望远镜,乃目前世界上顶尖的两大X射线望远镜。

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