和讯名家|真相未满:追捕黑洞二百年,诺奖以上( 四 )


比如摘下2017年诺奖的LIGO引力波观测系统、拍下黑洞照片的“事件视界望远镜”全球观测网 。 这些抵达人类工程能力顶峰的天文设备 , 正在为进一步揭秘黑洞带来希望 。
和讯名家|真相未满:追捕黑洞二百年,诺奖以上
文章图片
目前来看 , 观测黑洞主要有以下几个办法:
1、根据引力效应观察黑洞 。
黑洞虽然不可见 , 但在黑洞周围视界之外却会形成可以被观察到的引力旋转效应 。 尤其对引力波的发现和捕捉 , 为观测剧烈的黑洞运动提供了全新的可能 。 比如2017年8月14日划过地球的引力波被LIGO所捕获 。 这次引力波被精准确定了所发生的宇宙方位 , 并且判断出发出引力波的天文现象应该是两个黑洞发生合并 。
和讯名家|真相未满:追捕黑洞二百年,诺奖以上
文章图片
2、根据辐射效应观察黑洞 。
根据霍金辐射理论 , 黑洞本身虽然不能发出光线 , 但其具有极强的辐射释放性 。 通常来说 , 黑洞内部会向宇宙发出极强的X射线 。 而对宇宙中的X射线强度与射线源进行观测 , 就有很大机率找到黑洞 。
3、根据密度效应观察黑洞 。
由于黑洞具有极强的引力场 , 所有黑洞周围往往会出现大密度的恒星分布 , 这在天文观察中会出现亮度集中的特征 。 这也就是所谓的黑洞密度效应 。 据此 , 天文学家可以观测出黑洞的确切位置 。 本次获得诺奖的根策尔和盖兹团队 , 就是从90年代致力于寻找和观测黑洞 。 他们发现 , 在银河系的中央有些恒星的密度超大 , 达到了数百万倍的太阳质量 。 这证明了银河系的中心应该就是一个巨大的黑洞 。 而这也从另一方面证明了彭罗斯和霍金的“黑洞循环”说:黑洞并非宇宙中特立独行的吞噬者 , 他就是宇宙运行机制的一部分 。 甚至很可能黑洞支撑了我们所在的银河系 。
疑点:黑洞当然未明
时至如今 , 套用一个推理小说中的说法 , 我们已经知道了谁是黑洞 , 但并不知道黑洞是谁 。
经历了200多年 , 人类终于确定了黑洞真的存在 , 并且为之颁发了一次诺贝尔奖 。 但黑洞的运行机制到底是怎样的?他的能量原理是什么?他与宇宙、时空、天体循环的关系是什么?种种谜团还停留在无数光年以外 , 黑洞依旧一片漆黑 。
比如说 , 霍金留下的理论财富中就还有大量等待被验证的东西 。 霍金的理论究竟是自娱自乐 , 还是将如爱因斯坦一样成为不断被时代证实的先知 , 都还有待未来告诉我们?事实上 , 无论是“广义相对论”给黑洞留下的存在前提 , 还是史瓦西半径、霍金蒸发 , 这些科普读物中赫赫有名的词汇 , 都是在近几年引力波与黑洞照片等天文证据支撑下才变成确证 。
面向黑洞的征程才刚刚开始 , 彭罗斯等人的诺贝尔 , 更像是给那些孤独挑衅宇宙的人 , 一些相对迟到 , 又相对早到的安慰 。
和讯名家|真相未满:追捕黑洞二百年,诺奖以上
文章图片
围绕黑洞 , 人类还有无比强劲的探索欲望 。 比如说现代物理学的两大支柱 , 是广义相对论和量子物理学 。 而好巧不巧的是 , 黑洞这种极端天体是研究两大理论的共同支柱 , 好像有点殊途同归 , 大道归元的意味 。
另外围绕黑洞还有更多假说有待证实 。 比如与黑洞对立 , 负责向宇宙放出物质的白洞是否真实存在?比如黑洞白洞之间 , 是否真的存在爱因斯坦-罗森桥 , 也就是能够穿越时间的虫洞?再比如被黑洞吸收的物质 , 是不是吐向了其他宇宙?黑洞是不是多重宇宙的联接点 , 是否是暗物质的温床?
无论你是科幻爱好者、民间科学家 , 或者真的有志于向黑洞发起探索 , 那个神秘的奇点视界都在科学的努力下 , 越来越多地影响人间 。 至少可以肯定地说 , 基础科学的下一个 , 或者未来某个重大出路 , 就藏在黑洞里 。