中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)環(huán)球在線消息：據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)22日?qǐng)?bào)道，在最新出版的《天體物理雜志》上，美國(guó)宇航局戈達(dá)德航天中心的天文學(xué)家們公布了他們的最新黑洞質(zhì)量測(cè)量技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以作為測(cè)量黑洞質(zhì)量的一種重要替補(bǔ)手段。
美國(guó)科學(xué)家公布測(cè)量黑洞質(zhì)量的新方法。
黑洞是宇宙中最為奇特的物理現(xiàn)象之一，天文學(xué)家們從來(lái)沒(méi)有近距離觀測(cè)過(guò)黑洞，更不可能從黑洞中取出物質(zhì)并測(cè)量出它們的質(zhì)量。在傳統(tǒng)測(cè)量方法中，科學(xué)家通過(guò)觀測(cè)一顆恒星的軌道運(yùn)行異常，從而推斷這可能是由一些無(wú)形物質(zhì)(黑洞)所引起的，并以此來(lái)計(jì)算大質(zhì)量的黑洞能導(dǎo)致該異常。
在新公布的黑洞質(zhì)量測(cè)量方法中，天文學(xué)家們不需要利用重力，只需觀察研究“吸積盤”即可。“吸積盤”指的是由于黑洞吞并鄰近恒星時(shí)產(chǎn)生的熱氣旋轉(zhuǎn)圓盤。天文學(xué)家們認(rèn)為，這種手段有助于科學(xué)家們探測(cè)兩個(gè)理論上黑洞：一種是不太小的黑洞(比太陽(yáng)約重10倍)，另一種是超大質(zhì)量的黑洞(是太陽(yáng)質(zhì)量的數(shù)百萬(wàn)倍)。但對(duì)于介于這兩者之間的所謂“中等質(zhì)量”的黑洞則有困難，此類黑洞約為太陽(yáng)質(zhì)量的1000到2000倍，又稱為“Goldilocks”黑洞。
然而，美國(guó)宇航局的天文學(xué)家和上述論文的合著人特德-斯特梅耶稱，天體物理學(xué)家們至今還不能解釋“Goldilocks”黑洞是如何形成的。在斯特梅耶和其他天文學(xué)家看來(lái)，密成一團(tuán)的恒星在被小型黑洞吞噬時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱氣，并使得黑洞逐漸變大。特德-斯特梅耶說(shuō)：“我們知道黑洞是由恒星相互吞并所產(chǎn)生的，許多黑洞在合并時(shí)也許會(huì)變成一個(gè)更大的黑洞，但是要一顆恒星產(chǎn)生一個(gè)比我們的星球還大上千倍的黑洞則幾乎是不可能的”。事實(shí)上，宇宙中絕大多數(shù)巨大的恒星質(zhì)量只有我們太陽(yáng)質(zhì)量的70倍左右。在超大質(zhì)量黑洞形成的過(guò)程中，黑洞家族中還會(huì)誕生出中間大小的產(chǎn)物。
斯特梅耶稱，這些產(chǎn)物可能是脫落出來(lái)的“黑洞大合并的殘余”。為了找到所謂的“中等質(zhì)量”黑洞，斯特梅耶與其工作小組成員求助于X射線探測(cè)衛(wèi)星，因?yàn)槭芎诙粗亓τ绊懙臒釟鈺?huì)發(fā)出X射線。斯特梅耶還特地觀察了黑洞的“準(zhǔn)周期振蕩”(QPO)，研究X射線信號(hào)變化的頻率。他發(fā)現(xiàn)，黑洞越大，X射線信號(hào)變化越小，而且目前還無(wú)法測(cè)量超大質(zhì)量黑洞的準(zhǔn)周期振蕩頻率。
目前，這項(xiàng)質(zhì)量測(cè)量技術(shù)還不成熟，因此無(wú)法用來(lái)證明中等大小黑洞的存在。斯特梅耶稱，下一步要做的工作就是收集更多的數(shù)據(jù)資料，以備將來(lái)測(cè)量已為人知的黑洞的質(zhì)量并創(chuàng)立一個(gè)基線。一旦實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo)，那么就可以通過(guò)測(cè)量其“吸積盤”的準(zhǔn)周期振蕩來(lái)迅速確定新發(fā)現(xiàn)的黑洞的重量。
在黑洞的外部邊界，牛頓提出的萬(wàn)有引力定律將不再有效，普通的軌道飛行也不可能出現(xiàn)。所以從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)--正如過(guò)去30年所認(rèn)為的那樣--物質(zhì)將快速、平穩(wěn)和寂靜地陷入黑洞之中。因此按照流行的觀點(diǎn)，黑洞只不過(guò)是一個(gè)大量物質(zhì)的被動(dòng)吸納者。斯特梅耶說(shuō)，“就像任何被攪動(dòng)的流體一樣，直接靠近黑洞邊界的物質(zhì)會(huì)被加熱。這些額外的熱量所發(fā)出的光，地球上的天文學(xué)家都能看到。黑洞有一個(gè)特點(diǎn)就是它發(fā)出的光不斷變化。雖然人們30年前就知道了這一現(xiàn)象，但是直到現(xiàn)在也沒(méi)有找出發(fā)生這些變化的真正原因。而劇烈攪動(dòng)中的加熱作用--現(xiàn)在已被視為黑洞附近磁力作用天然的副產(chǎn)品--正好為黑洞一直變化的發(fā)光量提供了一個(gè)合理的解釋。”
霍金在上個(gè)世紀(jì)70年首次提出黑洞能夠輻射能量的理論，但是在引入這一理論的同時(shí)，霍金也制造了物理學(xué)上的一個(gè)巨大難題，因?yàn)樗J(rèn)為黑洞輻射不包含以前吸入物質(zhì)的相關(guān)信息，而且隨著黑洞的消失，曾經(jīng)存在的黑洞的相關(guān)信息也會(huì)消失于無(wú)形。這與量子力學(xué)中認(rèn)為物質(zhì)信息不會(huì)完全消失的理論相矛盾。但霍金最近卻表示，根據(jù)他的最新發(fā)現(xiàn)，黑洞并非只是吞噬物質(zhì)。除了會(huì)在星系形成的過(guò)程中扮演重要角色外，在經(jīng)過(guò)一段相當(dāng)漫長(zhǎng)的時(shí)間后，黑洞也會(huì)把一些曾被它吸入的物質(zhì)信息向外界釋放出來(lái)。
（來(lái)源：新浪科技 編輯：夏亞）