揭秘宇宙之谜:人类首次观测到自旋中的M87超大质量黑洞

揭秘宇宙之谜:人类首次观测到自旋中的M87超大质量黑洞
阿尔伯特·爱因斯坦,一位在人类历史上仅次于艾萨克·牛顿的杰出物理学家,他的相对论理论与量子力学共同构筑了现代物理学的两大基石 。在他的广义相对论中,爱因斯坦提出了一种革命性的观点:引力并非一种力 , 而是时空本身的弯曲 。这一理论不仅重塑了我们对宇宙的理解,还做出了一些令人叹为观止的预测,其中最为著名的便是黑洞的存在 。
黑洞,这个神秘莫测的天体,因其强大的引力场能够吞噬一切物质甚至光线而得名 。在没有吸积盘或喷流的情况下,黑洞几乎无法被直接观测到 。然而,科学家们已经能够通过间接手段探测到这些宇宙中的“隐形巨兽” 。例如,事件视界望远镜(EHT)项目便利用全球范围内的多个大型望远镜,通过甚长基线干涉测量技术,构建了一个虚拟的地球直径大小的望远镜阵列,实现了前所未有的高分辨率观测 。
2019年4月,EHT项目公布了人类历史上第一张黑洞照片——来自M87星系中心的超大质量黑洞 。紧接着,在2021年3月和2022年5月,EHT又分别公布了M87黑洞阴影周围的高分辨率偏振图像以及银河系中心超大质量黑洞“人马座A*”的照片 。
最近,一项由中国科学家领导的国际科研团队通过对EHT提供的M87黑洞观测数据的深入研究,取得了重大突破:他们首次证实了M87黑洞的自旋现象 。这一发现不仅为黑洞自旋理论提供了有力的观测支持,而且进一步验证了爱因斯坦广义相对论的正确性 。在此之前,虽然已有理论推测黑洞可能存在自旋,但一直没有得到实证 。
【揭秘宇宙之谜:人类首次观测到自旋中的M87超大质量黑洞】M87黑洞距离地球约5500万光年,质量约为太阳的65亿倍,远大于银河系中心的超大质量黑洞“人马座A*” 。科学家发现,M87黑洞的喷流呈现出周期性的摆动 , 摆动周期约为11年,振幅约为10度 。这一现象的最合理解释便是M87黑洞的自旋 。
根据广义相对论,一个稳定的黑洞可以用三个特性来描述:质量、电荷和自旋 。存在自旋的黑洞被称为克尔黑洞 , 而不存在自旋的黑洞则被称为史瓦西黑洞 。此次新发现的M87黑洞自旋现象不仅符合爱因斯坦的理论预测 , 还与近年来天文学家成功观测到的引力波现象相互印证,再次彰显了爱因斯坦的伟大贡献 。
总之 , 这次关于M87黑洞自旋现象的发现是人类探索宇宙奥秘过程中的又一重要里程碑 。它不仅加深了我们对黑洞这一神秘天体的理解,还为广义相对论提供了新的观测证据 。随着科技的进步和观测技术的不断提高,我们有理由相信未来还将揭示更多关于宇宙的秘密 。