當前位置: 華文世界 > 科學

為什麽 85 年後黑洞之謎仍未解開

2024-09-03科學

即使在今天,我們的宇宙仍然困擾著科學家,其中最大的謎團之一是黑洞是什麽。

歷史上一些最偉大的科學思想家,如艾拔·愛因斯坦和 J. 羅拔·歐本海默,都提出了他們自己的黑洞理論。

今天是歐本海默-斯奈德模型問世 85 周年,該模型在當代物理學中首次證明了黑洞是如何按照愛因斯坦的場方程式發展起來的。

我們今天對黑洞了解多少?

Nils Andersson 教授是南安普敦大學套用數學教授,也是天體物理學和黑洞方面的專家。

他告訴 Metro 歐本海默的發現的重要性,並說:「這篇論文在很多方面都很了不起。摘要幾乎可以在今天寫出來,因為幾乎沒有什麽變化。

「這篇論文的主要影響出現在 1960 年代,後來廣義相對論的復興與 X 射線天文學的誕生有關。」

由於後來的這一發現,安德森教授認為,歐本海默和辛德的初步發現一開始就無助於人們理解黑洞。

「這更像是一個本來可能成為的樣子,」他說。

「論文發表後不久,歐本海默就將註意力轉向了相對論的其他方面。

「當時人們根本不了解黑洞。這個詞直到 1960 年代才被創造出來。

愛因斯坦在 1916 年首次用他的廣義相對論預言了黑洞的存在。

但「黑洞」一詞直到愛因斯坦和歐本海默的開創性發現多年後才被創造出來——實際上是 1967 年。

美國天文學家約翰·惠勒 (John Wheeler) 是第一個稱其為黑洞的人,幾十年來,黑洞只被稱為理論天體。

美國太空總署在 1964 年證實,當探空火箭探測到天體 X 射線源時,在銀河系中發現了黑洞的第一個跡象。

科學家們後來發現,這些 X 射線來自一顆圍繞一個奇怪的黑暗物體執行的亮藍色恒星。

這些早期發現和科學發現幫助專家們了解當今黑洞的奧秘。

事件視界望遠鏡 (EHT) 於 2019 年記錄了有史以來第一張黑洞影像。

它是在星系 M87 的中心發現的,顯示了光粒子的突然損失,並幫助開辟了黑洞研究的全新領域,現在科學家們知道它們是什麽樣子的。

然後在 2021 年用偏光拍攝了同一個黑洞,這清楚地表明該黑洞的環被磁化了。

安德森教授說,這樣的發現有助於加強我們對黑洞的理解。

他說:「我們知道愛因斯坦的彎曲時空理論很好地描述了黑洞,而且它們非常常見。

「它們的大小各不相同,其中絕對的巨星位於大多數星系的中心。

「從重力波的觀測中,我們知道較小的重力波——比太陽重幾到十倍——非常常見。」

但專家們仍有一些謎團有待揭開。

他繼續說:「在我看來,如果它們真的是愛因斯坦理論所描述的天體,那麽精確觀測,很可能是透過重力波天文學進行的,將提供更好的答案。

「地平線望遠鏡事件的結果也很有用,但是否可以使用它們來獲得我們正在尋找的答案還有待商榷。

「下一代重力波幹涉儀應該可以看到整個宇宙中的黑洞碰撞,這非常令人興奮,因為我們可能會了解它們是如何形成和演變的。」