愛因斯坦是人類歷史上成就僅次于牛頓的物理學家, 其提出的相對論,與量子力學構成了現(xiàn)代物理學的兩大支柱。愛因斯坦的廣義相對論認為,引力并不是力,本質是時空彎曲。
廣義相對論做出了許多非凡的預測,黑洞就是其中最知名的預測之一。黑洞非常神秘莫測,因為黑洞的本體不僅不發(fā)光,還會吞噬所有的光線。因此一個處于靜默狀態(tài)下的黑洞,人類是無法直接觀測到的,只有那種存在吸積盤和噴流的黑洞,人類才能觀測到。而“事件視界”這個分界面則將黑洞內部與外部分隔開來,使得人類獲取不到黑洞內部的任何信息。
理論研究和大量的觀測結果,使得科學家相信宇宙中存在數(shù)量龐大的恒星級黑洞,并且絕大多數(shù)星系中心都存在一個超大質量黑洞,比如銀河系中心就存在一個超大質量黑洞“人馬座A*”。
位于室女座方向,一個被叫作M87的大型橢圓星系中心的那個超大質量黑洞,是首個被人類看見的黑洞。
科學家使用分布在全球的多個地面大型望遠鏡,利用甚長基線干涉測量技術,模擬了一個口徑等效于地球直徑,分辨率是哈勃望遠鏡1000倍的的虛擬望遠鏡——事件視界望遠鏡,簡稱EHT。通過這種技術,可以對黑洞進行拍照。
2019年4月,EHT組織公布了M87星系中心的那個超級黑洞的照片,使人類首次看到了黑洞的真實外貌。
2021年3月,EHT又公布了M87黑洞陰影周圍的高分辨率偏振圖像。
2022年5月,EHT公布了銀河系中心那個質量大約是太陽質量400萬倍的超大質量黑洞的照片。
在我國科學家的主導下,由全球45個科研機構組成的國際科研團隊對EHT所提供的M87黑洞觀測數(shù)據(jù)進行了深入研究,證實M87黑洞確實在自旋。據(jù)中國科學院上海天文臺介紹,相關研究成果已于2023年9月27發(fā)表在國際著名學術期刊《自然》雜志上。
M87黑洞距離地球大約5,500萬光年,質量大約為太陽質量的65億倍,比銀河系中心的那個超大質量黑洞“人馬座A*”還大上千倍?茖W家發(fā)現(xiàn)M87黑洞的噴流呈現(xiàn)周期性的擺動,擺動周期約為11年,振幅約為10度。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?最合理的解釋就是M87黑洞存在自旋。
一個穩(wěn)定的黑洞可以用三個特性來描述,分別是質量、電荷和自旋。像這種存在自旋的黑洞,被稱為克爾黑洞,而不存在自旋的黑洞則叫史瓦西黑洞。
此前科學家從理論上推測,認為黑洞存在自旋,但一直未證實。這一新發(fā)現(xiàn)為黑洞自旋理論提供了強有力的觀測證據(jù),表明黑洞確實存在自旋,這是人類揭開黑洞神秘面紗過程中所獲得的十分重要的發(fā)現(xiàn)。
并且,黑洞自旋現(xiàn)象符合愛因斯坦廣義相對論的相關預測。前些年天文學家成功觀測到了廣義相對論所預言的引力波現(xiàn)象,此次新的發(fā)現(xiàn)再次體現(xiàn)出了愛因斯坦的偉大,他又對了!