物理學家終于證實了愛因斯坦關(guān)于黑洞的驚人預(yù)言
物質(zhì)如何落到一個黑洞在一篇新論文中揭示了事件視界之外的情況。
正如所預(yù)測的那樣愛因斯坦的引力理論,在某個點上,物質(zhì)停止繞黑洞旋轉(zhuǎn)并筆直下降,急劇下降,超過不歸路。
現(xiàn)在,在一個活躍黑洞的X射線數(shù)據(jù)中,我們終于看到了這個“暴跌區(qū)域”存在的證據(jù)。
“愛因斯坦的理論預(yù)言了這種最后的暴跌會存在,但這是我們第一次能夠證明它正在發(fā)生。理論物理學家安德魯·穆默里(Andrew Mummery)說英國牛津大學。
“把它想象成一條河流變成瀑布——迄今為止,我們一直在觀察這條河。這是我們第一次看到瀑布。
向黑洞前進的物質(zhì)并不遵循一條直線。它盤旋著,就像水在旋轉(zhuǎn),盤旋,無情地走向排水溝。這不是無聊的比喻:科學家的比較是如此貼切使用漩渦水漩渦研究周圍的環(huán)境黑洞.
研究黑洞本身有點棘手,因為它們周圍的扭曲時空是如此極端。
但是,幾十年前,阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)的理論工作預(yù)測,在離黑洞一定距離的地方,物質(zhì)將不再能夠遵循穩(wěn)定的圓形軌道,并且會直接下降 - 就像水從類似的排水管的邊緣流過一樣。
沒有理由相信事實并非如此——物質(zhì)必須以某種方式跨越事件視界,愛因斯坦的引力理論經(jīng)受住了全面的審查——但天體物理學家不確定的是,我們是否能夠探測到它。
Mummery和他的同事們的工作有多個部分。其中之一是開發(fā)數(shù)值模擬和模型,這些模型描繪了下降區(qū)域,以揭示它發(fā)出的光。在那之后,他們需要包含相同暴跌區(qū)域發(fā)射的觀測證據(jù)。
有問題的黑洞是在大約10,000光年外的一個系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的,稱為MAXI J1820+070系列.這個系統(tǒng)包含一個質(zhì)量約為太陽質(zhì)量8.5倍的黑洞,以及一顆雙星伴星,當這對物體繞行時,黑洞從中剝離物質(zhì),以爆發(fā)的方式提供表現(xiàn)為 X 射線閃爍.
天文學家一直在觀察這個黑洞,以更好地了解它的行為,因此研究人員能夠訪問使用X射線獲得的非常高質(zhì)量的數(shù)據(jù)NuSTAR公司和更好近地軌道上的儀器。特別是,他們關(guān)注的是 2018 年發(fā)生的爆發(fā)。
以前的研究已經(jīng)指出,在對這次爆發(fā)的觀察中檢測到了一種額外的輝光,無法完全解釋。
一個2020年研究據(jù)推測,這種輝光可能來自最內(nèi)層穩(wěn)定的圓形軌道區(qū)域,即暴跌區(qū)。Mummery和他的同事們特別仔細地研究了這種光芒,發(fā)現(xiàn)它與他們從模擬中獲得的發(fā)射相匹配。
研究人員說,毫無疑問,這最終確定了暴跌區(qū)域的存在,為我們提供了一個新的探測器,用于黑洞事件視界之外的區(qū)域的極端引力狀態(tài)。
“真正令人興奮的是,銀河系中有許多黑洞,我們現(xiàn)在有一種強大的新技術(shù),可以利用它們來研究已知最強的引力場。木乃伊 說.
“我們相信這代表了黑洞研究的一個令人興奮的新進展,使我們能夠研究它們周圍的最終區(qū)域。
只有這樣,我們才能充分理解萬有引力。等離子體的最后一次暴跌發(fā)生在黑洞的邊緣,并顯示出物質(zhì)以最強的形式對引力做出反應(yīng)。
該研究已發(fā)表在英國皇家天文學會月刊.
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