科學家最新解密 揭開黑洞無休止吸收能量之謎

來源:新華網

2006年6月23日


“吞”:黑洞周圍形成“加速圈”,吸取周圍氣體、光線等。


“吐”:黑洞外盤旋的磁場攪動加速圈,形成
480公里/秒的超強風,從而釋放出能量。


來源:資訊時報  

NASA科學家最新解密:電磁風幫助黑洞“消化” 

一直以來科學家們都知道,宇宙黑洞是靠狂吞周圍星體的氣體、光

線來不斷膨脹。但關鍵問題是這個“怪物”的胃口就算再大,這樣

一直無休止地“大吃大喝”,它是怎么辦到的?近日,美國航空航

太局(NASA)的一個由科學家約翰·米勒牽頭的小組首次為這個疑

問找到答案:那就是“吞”下去的,最終必然會“吐”出來。只有

這樣宇宙才可能保持平衡。 


平衡依靠“水車”原理 

黑洞靠強大的引力不斷吸收周圍星體氣體。在此過程中,氣體開始

脫離原本的運行方向並向黑洞偏離,由此形成“角動量”(描述物

體繞軸運動的物理量,編者注),也就是說黑洞可以由此源源不斷

地吸收能量。被改變方向的氣體使黑洞周圍逐漸形成一個個越來越

大、被稱作“加速區”的圓環。在“加速區”�堙A大量熾熱氣體繞

著黑洞旋轉。 

隨著氣體越吸越多,黑洞必須分流已有的角動量,以便為持續湧進

的能量提供空間。打個比方說,就像一個巨大的水車,為了保持旋

轉,它必須在裝入水的同時釋放出等量的水。黑洞也是如此,它必

須在吸收角動量的同時釋放出同等的能量。 


兩種方式助黑洞釋放 

分子之間相互碰撞的巨大摩擦力是黑洞釋放角動量的方法。不過有

天文物理學家懷疑這並不是唯一的釋放途徑。解答這個疑問正是引

起米勒及小組成員約翰·雷蒙德、丹尼·史蒂夫斯的興趣所在。 

他們認為,除了摩擦力外,磁場風也能幫助黑洞釋放能量。旋轉的

磁場風在“加速區”中可達到每秒480公里的高速度,部分角動量

因此被它“驅趕”回宇宙空間。最終,研究小組認為,分子摩擦和

磁場風使吸入黑洞的能量和被釋放的能量得以平衡,將氣體吸入黑

洞,並照亮整個夜空。 

為了證明他們的理論,米勒和同事用電腦模擬了磁場風,再透過

Chandra X射線望遠鏡觀測銀河系黑洞風,並比較兩者的特性。

最終,Chandra發回的資料顯示,黑洞風的運行方式與電腦模擬的

磁場風完全相同。這個結果讓米勒等人非常興奮,不過米勒仍然冷

靜地表示,證明磁場風的存在仍只是他們探索黑洞成長原因過程中

邁出的第一步。(艾丹) 


難倒霍金的黑洞 

1975年,英國著名物理學家史蒂芬·霍金提出“黑洞悖論”,

聲稱黑洞形成後,開始向外輻射能量,最終將因為質量喪失殆盡而

消失。一旦黑洞消失,吸入黑洞中的資訊也就喪失了。這個理論讓

霍金一炮成名。然而在2004年7月,霍金推翻了29年前自己

的理論。他表示,黑洞不會將進入其邊界的物體的資訊淹沒,反而

會將這些資訊“撕碎”後釋放出去。

(責任編輯: 陳淑君 )