物理學(xué)家終于證實(shí)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(gè)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(cè)的那樣愛因斯坦的引力理論，在某個(gè)點(diǎn)上，物質(zhì)停止繞黑洞旋轉(zhuǎn)并筆直下降，急劇下降，超過(guò)不歸路。

現(xiàn)在，在一個(gè)活躍黑洞的X射線數(shù)據(jù)中，我們終于看到了這個(gè)“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(huì)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(xué)家安德魯·穆默里（Andrew Mummery）說(shuō)英國(guó)牛津大學(xué)。

“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(jìn)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(wú)情地走向排水溝。這不是無(wú)聊的比喻：科學(xué)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(diǎn)棘手，因?yàn)樗鼈冎車呐で鷷r(shí)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(cè)，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(huì)直接下降 - 就像水從類似的排水管的邊緣流過(guò)一樣。

沒有理由相信事實(shí)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(xué)家不確定的是，我們是否能夠探測(cè)到它。

Mummery和他的同事們的工作有多個(gè)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(cè)證據(jù)。

有問題的黑洞是在大約10,000光年外的一個(gè)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的，稱為MAXI J1820+070系列.這個(gè)系統(tǒng)包含一個(gè)質(zhì)量約為太陽(yáng)質(zhì)量8.5倍的黑洞，以及一顆雙星伴星，當(dāng)這對(duì)物體繞行時(shí)，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(xué)家一直在觀察這個(gè)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(duì)這次爆發(fā)的觀察中檢測(cè)到了一種額外的輝光，無(wú)法完全解釋。

一個(gè)2020年研究據(jù)推測(cè)，這種輝光可能來(lái)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(xì)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(shuō)，毫無(wú)疑問，這最終確定了暴跌區(qū)域的存在，為我們提供了一個(gè)新的探測(cè)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(qiáng)大的新技術(shù)，可以利用它們來(lái)研究已知最強(qiáng)的引力場(chǎng)。木乃伊 說(shuō).

“我們相信這代表了黑洞研究的一個(gè)令人興奮的新進(jìn)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(wàn)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(qiáng)的形式對(duì)引力做出反應(yīng)。

該研究已發(fā)表在英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊.

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