专栏名称: 宇宙解码
宇宙起源,黑洞,虫洞,多维空间,相对论,量子力学,地外文明,迷失古迹,不解之谜,科技前沿。
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由旋转黑洞造成的时空扭曲在地球上真的是无法探测吗?

宇宙解码  · 公众号  · 科学  · 2018-06-24 21:24

正文

科学家大都认为,由旋转黑洞造成的时空扭曲在地球上是无法探测的。然而,一个天文学者和物理学家组成的国际研究小组发现,旋转黑洞会在经过其附近的电波上留下印记,可被当今最灵敏的射电望远镜探测到,从而能更多了解有关星系进化的情况,并对爱因斯坦的广义相对论进行检验。



广义相对论认为,大质量目标如黑洞会扭曲时空,使经过它的光线路径发生弯曲,这称为引力透镜效应。根据这一理论预测,旋转黑洞会将周围时空向内吸附生成一个漩涡,迫使附近所有物体包括光子,随着它旋转。天文学家目前已有间接的证据证明许多旋转星系的核心都有一个超大质量黑洞。比如银河系,根据其 内部恒星的速度分布来看,它核心也应该有一个旋转黑洞。但这只是一个不确定的推断,因为人们不能确切知道银河系到底包含了多少物质。有些人认为黑洞旋转得非常快,而另一些认为旋转得很慢。



天文学家认为,可以通过测定黑洞附近光线变化的途径,更直接地探测到旋转黑洞。研究人员解释说,无线电波的波阵面在星际空间传播,以垂直于黑洞旋转轴的方向接近黑洞时会被扭曲,半个波阵面将随同其前面的时空方向运动,另外半个波阵面以滞后的时空方向运动,这会在空间中产生明显的辐射相位(波峰和波谷的位置分布),由此可以更精确地测定黑洞旋转速度。



他们通过计算机模拟,构建了银河系黑洞的相位分布模型,竟然发现从地面上应该能探测到黑洞的旋转。研究人员说,如果在银河系中心部署一个无线电 望远镜阵列,用不同的望远镜观察不同部分的渐进波阵面,将这些部分互相叠加计算它们的相对相位,应该能探测到银河系中心的黑洞。如果使用现有的无线电望远 镜阵列,如位于新墨西哥的甚长基线射电望远镜阵列,两年之内将能算出黑洞周围光子的分布相位。这是一个计划中的由数千架天线构成的平方公里阵列国际项目, 计划于2024年开始运行,将对研究黑洞非常有用。

对于宇宙中绝大部分大质量目标来说,这是“根本性的重要发现”,研究活跃星系核心的黑洞旋转能加强天文学者对这些活跃黑洞的理解。由于这些黑洞的旋转会加热星系,从而可能改变它们的进化。







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