天文学家近日发现一颗恒星逃离黑洞,那么人类也能借助星际迷航里面的曲速飞船逃离黑洞吗?逃离黑洞并不难,黑洞也只是一颗吸引力巨大的星球,它之所以无法看到,就是因为光子都会被吸进去。 所以我们看到的就是一个“黑洞”说这话好无聊,不然还怎么说,难道要说黑洞这个名词是怎么来的? 如果能将速度加速到超越光速,就像科幻电影《星际迷航》中,因为太靠近黑洞正要被吸进去的时候, 男猪脚突然开挂,把企业号飞船加速到到曲速,逃离了危险,那么问题就来了,逃跑技术哪家强? 这也只能是个假设,因为驳论来了,爱因斯坦说光速无法超越,那为什么会被黑洞所破解? 难道黑洞真的是穿越利器?
中子星和黑洞是宇宙中密度和引力最强大的两类颇具神秘感的天体。光是中子星就已经够不可思议了,偏偏还要添上黑洞。它是宇宙中的死亡陷井和无底深渊,没有物质能摆脱它的强大引力,包括光线。在它附近,今天的所有物理定律都显得不适用了。虽然黑洞本身不可见,但可以用至少两种方法检测出它的存在。当一个黑洞吸引尘埃、气体或恒星时,它的强大引力会把这些物质撕碎成原子微粒,原子微粒会从黑洞的边缘沿螺旋线坠向中心,速度会越来越快,直至达到每秒九百多公里。当物体被黑洞吞没时,会因为互相碰撞而使温度上升到几百万度,并发出χ射线和γ射线。在宇宙中,只有黑洞能使物体在密集的轨道上加速到如此高的速度;也只有黑洞才会以这种方式发射χ射线和γ射线。任何物质或辐射到达黑洞边缘,越过它的视界就永远消失了。在黑洞的奇点附近,现有的任何物理定律都是不适用的。黑洞的奇点和我们现已认识的宇宙中的所有物质状态截然不同。到目前为止,还没有任何科学方法能用来测量黑洞。现在我们说找到了一个黑洞都是通过间接途径推算出来的。 按照相对论,黑洞的引力之强连光线都不能逃逸,黑洞里的信息自然无法为外界所获取。著名物理学家霍金在20世纪70年代提出,黑洞会在量子法则下蒸发,而信息将被黑洞吞噬,永久丧失。这一断言与量子力学的基本原则之一“信息永不丧失”相矛盾。霍金的观点在上世纪90年代后期被物理学家普遍接受,但也有许多人表示怀疑。霍金本人也在2004年否定了该观点。然而一直没人能合理地解释信息如何逃出黑洞。 由美国宾州引力与宇宙研究所物理学家阿什特卡领导的团队提供了一个解释。研究人员拓展了时空原先被假定的大小,从而为信息再现提供了位置。阿什特卡拿《爱丽丝漫游奇境记》中的柴郡猫类比黑洞,他说:“当柴郡猫消失时,它的微笑还在,我们曾认为黑洞也是如此。霍金分析认为,在黑洞临终时,甚至在它完全蒸发后,留下了一个奇点或着说一个时空的最终边缘,这一奇点是不可恢复信息的沉没之地。” 但阿什特卡及其同事认为奇点在现实中不存在,信息只是貌似消失,因为我们看到的只是真实的量子力学时空的一个受限的部分。一旦将量子引力纳入考虑,时空就变大很多,而信息在遥远的未来,在原先假定是时空尽头的另一端,就有了再现的位置。 按照阿什特卡的想法,时空不像物理学家以前认为的是连续体,而是由单个的积木搭成的。就像一块布,看上去是连续的,其实是个体的线组成的。他认为,一旦我们意识到作为连续体的时空的观念仅是一种近似,就会明白奇点只是坚持将时空描述为连续体必需的一个虚构。 为了进行推导,研究者使用了二维黑洞模型去探究真正的四维黑洞的量子本质。这是因为二维系统便于数学演算,而且二维黑洞和球形四维黑洞很相似。科学家们正在寻找直接研究四维黑洞的办法。 下文转载自果壳网:
天文学家观测到,一个遥远的黑洞从恒星上撕咬了一些物质,却没有吞噬掉整颗恒星。
恒星遇到黑洞,会发生什么事情?或许你会认为,恒星,或者任何游荡到太过靠近黑洞的东西,会被这个黑洞一口吞噬下去。 天文学家对一起类似事件进行了最细致的调查。他们发现,在这起事件中,黑洞只从恒星上“咬”了一块物质下来,恒星本身则顺利逃脱。 具体说来,这颗恒星距离地球大约6.5亿光年,位于北斗七星所在的大熊星座。那里的一个超大质量黑洞,从这颗逃脱出去的恒星身上,撕扯下了一大块物质。
这是美国俄亥俄州立大学的天文学家利用他们的全天自动超新星巡天系统(ASAS-SN)发现的。事实上,他们的望远镜无法看到那颗恒星本身。不过,他们确实看到了黑洞在试图捕获那颗恒星时,从恒星上“咬”下一块物质而发出的闪光。
这样的事件被称为“潮汐瓦解事件”,缩写为TDE。这是迄今天文学家发现的距离我们最近的TDE事件,为他们提供了最佳的机会,来更深入地了解超大质量黑洞如何形成与成长。
ASAS-SN系统迄今已经发现了60多颗明亮的近距离超新星。除寻找超新星外,这个项目还有另外一个科学目标,就是尝试确定邻近的宇宙空间中TDE事件发生得有多频繁。俄亥俄州立大学的天文学教授克日什托夫·施塔内克(Krzysztof Stanek)及其同事惊讶发现,ASAS-SN的4台设在夏威夷的望远镜开始采集数据后仅仅数月,即2014年1月,他们就找到了一起TDE事件。
对施塔内克来说,他们的巡天项目在这么短的时间内就能有所收获,暗示TDE现象或许要比天文学家之前认为的更加普遍得多。“在‘自家门口’就能发现一个,”他说,“这一事实让我们信心大增,TDE事件有可能每一两年就会发生一次。” “你可以说我们只是运气好,但如果你一次又一次遇到好运气,那就说明你的做法没错。”他补充说,“或许此类事件发生的频率确实要比人们预料的更高,这意味着不久的将来,我们应该能够看到更多类似的事件。”
这次观测到的TDE事件,是在2014年1月25日突然增亮出现的。博士研究生托马斯·霍罗伊恩(Thomas Holoien)领导了对它的观测和分析。它出现在大熊星座的左“脚”附近,刚出现时被霍罗伊恩误认为是一颗超新星。不过,它的亮度变化模式最终表明,这绝对不是一颗超新星。霍罗伊恩及其同事确定,他们看到了一次TDE事件。
他们利用地面上的多台大型望远镜,以及雨燕号探测器上的此外和光学望远镜,对这一事件进行了仔细的后续观测。最终,他们还利用SDSS数字巡天数据,确定了它发生的具体位置—— 一个名为SDSS J110840.11,距离地球6.5亿光年的星系。 知道了确切的距离之后,这些天文学家根据事件释放出来的总能量,通过计算得出了黑洞吞噬的恒星物质总量,结果相当之小,仅有我们太阳质量的千分之一,差不多跟木星的质量相当。
研究合作者之一、俄亥俄州立大学的天文学教授克里斯多佛·科哈内克(Christopher Kochanek),是25年前率先提出TDE模型的科学家之一。然而,从那时起直到现在,天文学家只发现了寥寥数次TDE事件,没有人确切知道TDE事件在宇宙中黑洞成长的过程中到底起到了多么重要的作用。 科哈内克指出,按照传统观点,黑洞吞噬整颗恒星的事实发生得不算频繁——或许1万年到10万年才能发生一次。不过,如果只是从过路的恒星上扯下一小块,这样的事情发生得有多频繁,还是一个没有答案的问题。
ASAS-SN系统或许有助于提供这个问题的答案。这一巡天项目由拉斯昆布瑞天文台全球望远镜网络主导,4台15厘米口径的望远镜设在夏威夷的海勒卡拉天文台,还有两台望远镜设在智利的托洛洛山。
施塔内克解释说,这些望远镜的放大分辨率都相对较低,但对于低成本下要对整个邻近宇宙进行细致研究而言,它们都是非常理想的观测设备。事实上,自2014年5月以来,大约半数明亮的邻近超新星都是由ASAS-SN系统发现的。这一数据足以证明ASAS-SN系统的成功。
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