
國際射電望遠鏡網絡已經產生了黑洞陰影的第一個特寫圖像,科學家今天早上透露(4月10日)。這項合作稱為活動地平線望遠鏡,證實了數十年來預測這些黑孔天文學的新時代的光線會如何表現。
“從零到驚人,真是太神奇了,”埃默里大學的天體物理學家和黑洞研究員艾琳·邦寧(Erin Bonning)說,他不參與成像工作。
她告訴Live Science:“也就是說,這就是我所期望的。”
該公告提前大約一周半嘲笑,既令人興奮,幾乎完全沒有令人驚訝的細節或新物理學。物理沒有崩潰。沒有揭示黑洞的意外特徵。圖像本身幾乎是一個完美的匹配插圖在黑洞中,我們習慣於在科學和流行文化中看到。最大的區別在於,這很模糊。 [9關於黑洞的怪異事實這是給出的
邦寧說,與黑洞有關的幾個重要問題仍未解決。
黑洞如何產生其巨大的熱,快速事物的噴射?
所有超級質量的黑洞都能能夠咀嚼附近的物質,吸收大部分的活動視野,並將其餘的剩餘時間吐到太空中,以近距離的速度,燃燒塔的天體物理學家稱呼”相對論噴氣機。 ”
處女座A中心(也稱為Messier 87)的黑洞因其令人印象深刻的噴氣機,噴射物質和輻射而臭名昭著。它的相對論噴氣機是如此巨大,以至於它們可以完全逃脫周圍的銀河系。
物理學家知道發生這種情況的廣泛筆觸:當材料很好地落入黑洞的重力時,材料會加速到極端的速度,然後其中一些逃脫了,同時保留了慣性。但是科學家對這種情況的細節不同意。此圖像和相關論文尚未提供任何細節。
邦寧說,解決這個問題將是將事件視野望遠鏡觀測鏈接起來的問題 - 覆蓋了相當少量的空間 - 相對論噴射的圖像更大。
她說,雖然物理學家還沒有答案,但很有可能很快就會出現 - 尤其是一旦合作產生了其第二個目標的圖像:超大型的黑洞射手座A*位於我們自己的銀河系中心,這不會產生像處女座a這樣的噴氣式飛機。她說,比較這兩個圖像可能會提供一些清晰度。
一般相對論和量子力學如何融合在一起?
每當物理學家聚在一起談論一個真正令人興奮的新發現時,您都可以期望聽到某人暗示這可能有助於解釋“量子重力”。
那是因為量子重力是物理學中未知的偉大。大約一個世紀以來,物理學家一直使用兩套不同的規則:一般相對論,涵蓋了諸如重力, 和量子力學,涵蓋了很小的東西。問題是,這兩個規則手冊直接相互矛盾。量子力學無法解釋重力,相對論無法解釋量子行為。
有一天,物理學家希望將兩者聯繫在一起,將兩者聯繫在一起,可能涉及某種量子引力。
在今天公告之前,有人猜測它可能包括有關該主題的一些突破。 (如果一般相對論的預測尚未在圖像中得到證實,那將會向前邁進。)在國家科學基金會的新聞發布會上,加拿大滑鐵盧大學的物理學家艾弗里·布羅德里克(Avery Broderick)和該項目的合作者都建議,這些答案可能會發生。
但是邦寧對這一說法持懷疑態度。 Bonning說,從一般相對論的角度來看,這張圖像完全不足為奇,因此沒有提供任何新的物理學來縮小這兩個領域之間的差距。
她說,儘管如此,人們還是希望從這種觀察中獲得答案並不瘋狂,因為黑洞的陰影的邊緣將相對論的力量帶入了微小的量子大小的空間。
她說:“我們希望看到量子引力非常非常接近事件的視野,或者在早期的宇宙早期(當一切都裝進一個很小的空間時)。”
但是,她說,在事件視野望遠鏡方面仍然可以解決,即使計劃升級,我們也不太可能找到這種效果。
斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)的理論是否像愛因斯坦(Einstein)一樣正確?
物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)對物理學的最大早期職業貢獻是“鷹輻射“ - 黑洞實際上並不是黑色的,而是隨著時間的推移散發出少量的輻射。結果非常重要,因為它表明一旦黑洞停止生長,它將開始從能量損失中逐漸減少。
但是,邦寧說,事件範圍的望遠鏡沒有確認或否認這一理論,並不是有人期望這樣做。
她說,像處女座A中的巨型黑洞一樣,與它們的整體尺寸相比,鷹輻射的量僅最少。雖然我們最先進的樂器現在可以檢測到活動視野的明亮燈光,但他們幾乎沒有機會取消超級質量黑洞的表面的超尺度光芒。
她說,這些結果可能會來自最細微的黑洞 - 理論,短暫的物體如此之小,以至於您可以圍繞他們的整個活動視野在你的手中。由於有機會進行上閉合觀測,並且與其整體規模相比,人類可能會發現更多的輻射。
那麼我們實際上從這個圖像中學到了什麼?
首先,物理學家得知愛因斯坦再次是對的。就事件範圍的望遠鏡所看到的事件而言,陰影的邊緣是一個完美的圓圈,就像20世紀的物理學家使用愛因斯坦的一般相對論方程式工作一樣。
邦寧說:“我認為,當對一般相對論的又一次測試時,沒有人會感到驚訝。” “如果他們在舞台上行走,說一般的相對性破裂了,我會掉下椅子。”
她說,結果具有更直接,更實際的影響是,該圖像使科學家能夠精確地衡量這個超大型黑洞的質量,該質量是5500萬光年,這是處女座的核心是銀河系的核心。它比我們的太陽高65億倍。
Bonning說,這很重要,因為它可以改變物理學家在其他,更遙遠或較小的星系的心中權衡超級質量的黑洞的方式。
目前,物理學家對超級質量黑洞的質量非常精確地測量銀河系邦寧說,因為他們可以觀察其重力如何移動其附近的個體恆星。
她說,但是在其他星系中,我們的望遠鏡看不到個別星星的動作。因此,物理學家被更粗糙的測量所困擾:黑洞的質量如何影響來自銀河系中不同恆星的光,或者其質量如何影響來自銀河系中不同自由浮動氣體的光線。
她說,但是這些計算是不完美的。
她說:“您必須建模一個非常複雜的系統。”
在每個星系物理學家都觀察到的兩種方法最終產生了一些不同的結果。但是至少對於處女座A中的黑洞,我們現在知道一種方法是正確的。
阿姆斯特丹大學的天體物理學家,該項目的合作者Sera Markoff在新聞簡報中說:“我們對65億太陽能團體最終降落在較重的質量決心之上。”
邦寧說,這並不意味著物理學家只會將批發轉移到測量黑洞質量的方法上。但這確實為完善未來計算提供了重要的數據點。
最初出版現場科學。