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发表于 2019-9-18 20:34:55
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我们并不是观测到黑洞,而是发现宇宙中的一块区域可能存在一个看不见的天体,然后证实这个天体就是黑洞。证实黑洞存在的最直接证据就是证实视界的存在!!!!
然而对于人类目前的观测技术来说,想要直接证实视界的存在也是不可能的,所以迄今为止所有关于黑洞的证据都是利用间接手段得到的。比如:
2. 黑洞附近的光线偏折(引力透镜);
3. 黑洞的物质吸积过程;
4. 黑洞并合产生的引力波。
具体地说:
对于黑洞强引力场的观测效应,一种方法是通过天体与其伴星的轨道运动,来确定天体的相关性质,例如说轨道周期、轨道半长径,从而计算出总质量,然后估算出致密天体的质量,从而证明此天体是黑洞,此方法适合大质量黑洞的搜寻。例如说银河系中心的超大质量黑洞,就是天文学家通过对银河系中心的数十颗恒星的长达十几年的观测,获得了它们的部分运动轨迹,从而建立模型与方程,最终计算出中心天体的质量达到400万太阳质量左右。现在的天文巡天获得的数据显示恒星的质量大约在0.1~30个太阳质量左右。所以如此大质量的天体,只可能是黑洞!!! 黑洞的引力透镜效应是观测证实黑洞的一个非常好的手段,但是遗憾的是目前人类的观测精度不 够。我们目前只能观测到微引力透镜效应,勉强够得上弱偏折引力透镜,而对于黑洞的独有特征强偏折引力透镜完全观测不到,所以现在由引力透镜的方法搜寻到的黑洞微乎其微。目前搜寻黑洞的另一个主要方法就是通过黑洞的吸积过程来间接搜寻。由于黑洞的强引力场所导致的物质吸积,使得在黑洞的周围形成了吸积盘。吸积盘中的物质的高速摩擦,使得吸积盘的温度能够达到上亿度!甚至是10亿度!并从中产生X射线。因此,X射线双星就成为了寻找吸积黑洞的最佳场所。通过X射线辐射、时变确定致密天体性质,通过双星轨道运动确定致密天体的质量。若最终所得致密天体的质量超过中子星质量上限(~2-3太阳质量),则可证实该致密天体即是黑洞。人类发现的第一个黑洞(天鹅座X-1)就是用这种方法证实的。天文学家通过X射线源的光度和变化时标,确定辐射天体尺度小于10^8cm,所以该致密天体可能是中子星或是黑洞。然后通过光学观测、光谱多普勒位移和光谱拟合估计出该天体的质量大概是17.8太阳质量,所以该天体只能是黑洞!黑洞并合减小的质量会通过引力波释放出来。通过观测引力波从而证实黑洞的存在,是广义相对论的又一大设想。2015年LIGO第一次观测到双黑洞并合所产生的引力波,正式证实了该设想的可行性!!!
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