编者按:OJ 287星系中的黑洞双星系统成了黑洞无毛定律的突破口,该系统中,质量较大的黑洞相当于180亿颗太阳加起来那么庞大,绕其运行的“小”黑洞质量为1.5亿倍太阳质量。每12年会释放2次耀斑,依据这个线索,科学家推出黑洞设想中的表面是光滑的,否则耀斑释放的时间间隔则无法预测。
宇宙印象|头条独家 深度科普栏目第1301期
黑洞作为宇宙中终极天体,一直是科学家研究的对象,全面了解了黑洞,也就领悟了宇宙中大多数奥秘。一般情况下,大质量恒星的演化最后阶段会形成黑洞,并且保持相当长的时间,关于黑洞未来的走向,科学界还没有普遍认可的观点。要了解黑洞的演化方向,我们就需要掌握黑洞的基本特点,其中一个问题是黑洞有没有“毛”?正面观点认为,黑洞是无毛的,即黑洞无毛定理。该理论说的是黑洞表面应该是光滑的,没有凸起,不像行星那样表面有山脉等突出地貌,黑洞应该是非常光滑的表面。(本文由头条号宇宙印象原创且独家,禁止转载。)
图片解读:在35亿光年外的OJ 287星系,这里拥有迄今为止人类发现的最大的黑洞之一
黑洞的无毛定理黑洞无毛定理由霍金等人在1973年提出,并且认为黑洞只有质量、角动量和电荷三个变量来定义,其他信息都已经丧失,黑洞的表面没有凸起地貌。黑洞也是一个天体,也有表面,只不过其引力过于强大,自己陷入了自己的引力场中,连光都无法逃逸,以至于我们看不到黑洞的表面。
图片解读:星际穿越中的黑洞,基本上是我们对黑洞可视外观的最新认识
验证黑洞是否有表面的命题看似是一个难以证明的题目,事实上并不难。黑洞本身不可观察,但黑洞的行为却可以被我们察觉到。在35亿光年外的OJ 287星系,这里拥有迄今为止人类发现的最大的黑洞之一,而且还是一个双黑洞天体。该系统中,质量较大的黑洞相当于180亿颗太阳加起来那么庞大,绕其运行的“小”黑洞质量为1.5亿倍太阳质量。看来宇宙中的天体也明白跟对组织的重要性,OJ 287星系中大黑洞的跟班小弟比银河系中最大的黑洞还庞大。本文由头条号宇宙印象原创且独家,禁止转载。这两个黑洞组成了一个黑洞双星体系,每12年会释放2次耀斑,这是因为小黑洞在绕行公转的过程中会穿过大黑洞周围的物质盘,大量物质撞击释放耀斑,其能量比1万亿颗恒星还要明亮,相当于每次耀斑释放的能量可比肩2至3个银河系。
图片解读:超巨椭圆星系M87的中心黑洞,发光部分为吸积盘上的物质剧烈摩擦所致,也是我们可以看得见的黑洞结构
在每12年释放的2次耀斑中,每次释放的时间间隔不同,这个时间差就是黑洞是否有“毛”的突破口。如果黑洞是有毛的,即表面有凸出的结构,那么就会改变周围空间的扭曲程度,进而影响到小黑洞的公转时间。本文由头条号宇宙印象原创且独家,禁止转载。黑洞作为一个拥有强大引力的天体,任何一个微小的表面凸出物会导致引力分布不均匀,这样较小黑洞的绕行轨道会发生改变,体现在每12年释放的2次耀斑间隔时间上。
图片解读:黑洞是个光无法逃逸的天体,实际上是一个天体,并不是一个“洞”
黑洞不是一个“洞”OJ 287星系中黑洞双星的行为证明了黑洞的无毛定律,其构想出的“表面”结构其实是接近光滑的,换句话说,如果我们将黑洞沿着自转轴对半切,那么黑洞应该是严格对称的。如果我们将地球沿着自转轴切开,则无法对称。黑洞无毛定律的证明也预示着黑洞并不是一个洞,而是一个天体,只不过这个天体是一个奇点,在这里物理定律处于失效状态。黑洞内部到奇点处的运行机制我们正在逐渐摸透,但是奇点内部、以及奇点背后的奥秘仍然是未解之谜,黑洞吸积的物质如何在黑洞内部装下,这又是一个科学难题。宇宙印象为今日头条独家,其他均为假冒,转载均为非法。
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