说黑洞是宇宙当中最可怕的物体,也不为过,其数量足以占据宇宙任何地方,那么今年关于黑洞的研究,有哪些新发现呢?科学家们破解了来自遥远深空的信号,两个黑洞正在合并!并且,整个过程的细节和结果完全验证了英国天体物理学家斯蒂芬霍金50年前的猜想。我们来看看今年最引人入胜的黑洞发现,以及它们是如何促进我们对宇宙的理解的。

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宇宙中发生的任何事,我们可能无法用肉眼直观看到,但可以通过设备接收到相关信号,如今科学家们破解了一组来自遥远宇宙的神秘信号。科学界在 6 月份发布了大量有关黑洞的新发现文章,研究人员宣布,他们第一次确信他们看到了黑洞与称为中子星的“致密实体合并”。

黑洞我们都有所耳闻,中子星是怎样的天体呢?其实,中子星与黑洞一样,可能也是恒星“燃尽生命”后的潜在结果,中子星可能也经历了恒星爆炸阶段。虽然有些人认为,之前已经看到了潜在的黑洞-中子星合并的迹象,但是,直到今年,两个神秘信号才最终被破解,这证明了这种合并是真正发生的。

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两次信号检测都发生在 2020 年 1 月,相隔大约 10 天。第一个信号证明了,一个质量约为太阳 6 倍的黑洞,正在吞噬一颗中子星,后者的质量为太阳的一倍半,而第二个信号证实了相类似的事件:质量约为太阳质量 9 倍的黑洞吞噬一颗质量约为太阳2倍的中子星。

并且,这两个庞然大物合并的细节也首次曝光,研究发现,当一颗恒星离黑洞边缘太近时,引力会将它拉成长长的形状,然后被黑洞的“喉咙”吸走。

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我们可以理解为“拉面条”,科学家称这个过程为“意大利面化”,大概过程是,当恒星物质通过摩擦加热,就会产生光,这就在宇宙中暴露了为主,让天文学家能够明显地捕捉到它所有的可怕行为。

今年 5 月,研究人员就证实了这一点,人类首次发现一颗恒星以这种方式,被一个质量为太阳 3000 万倍、7.5 亿光年外星系中心的黑洞拉扯,最终被撕碎和吞噬。那么,就有人会问,除了捕获有关“意大利面化”的重要数据外,还有哪些重要的意义呢?

其实,这些观测还帮助科学家们创建了令人难以置信的“恒星摄入可视化”,简单地说,就是把一个模糊不清的东西具体化了,通过一些技术处理,让我们可以“看到”黑洞合并的过程和细节。

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出乎意料的是,这证明了霍金是对的,这对以后的科学研究意义重大研究人员观察到两个巨大的黑洞合并成一个实体,并分析了时空结构中的涟漪,被称为引力波,这是因为黑洞在高空相互旋转速度非常快。他们发现经过合并而产生的黑洞的表面积,比两个黑洞面积的总和还要大。这项研究除了提供了惊人的数据外,一些人还发现,这符合和霍金 1971 年的一个猜想。

当时,霍金提出了一个猜想,但这个猜想不太符合量子力学,这个猜想叫“黑洞面积定理”。这个定理一出现,很多人可能不太理解,简单理解为黑洞的表面积不可能随时间而减少,这是霍金使用爱因斯坦的广义相对论推导出来的定律,包含了他对熵的一些理解。这表明,今天科学家们拼尽全力研究的结果,霍金早就在50年前就猜到了。

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虽然研究结果证明了霍金是对的,但如今的物理学家们还是很头疼,因为这种结果很“反常”。根据量子力学,黑洞应该是能够收缩和蒸发的,但是让人想不通的是,如何将其与霍金定律平方,即它们的表面积也必须始终增加?

总结:

宇宙中的很多事物都让我们无法理解,其实,从黑洞入手是正确的,也是天文学家们一直努力研究的方向。黑洞的起源可以追溯到整个银河系乃至整个宇宙的起源,对黑洞的研究意义重大。2021年我们对深空的探索有很多收获,科技水平也在不断提高,相信在不远的将来,人类对宇宙一定会有一个更深的认识和理解。