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物理学家打造声音黑洞欲解黑洞蒸发之谜

据英国《新科学家》杂志报道,以色列物理学家创造了一个可捕获声音而不是光线的人造黑洞,并试图借助这个黑洞探测理论上存在的“霍金辐射”。霍金辐射是由著名物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)在30多年前提出来的,能够让黑洞随时间流逝逐渐蒸发直至消失。$$    超音速流形成声学黑洞$$    实验过程中,斯蒂恩豪尔等人将大约10万个带电铷原子冷却到只比绝对零度高出不到十亿分之十的温度,同时借助磁场捕获这些原子。在一束激光的帮助下,研究人员随后创建一个电势井以吸引铷原子同时促使它们在这种材料中以超音速Z字形穿过电势井。这一过程产生了一个持续8毫秒左右的超音速流,进而快速形成一个能够捕获声音的声学黑洞。创造人造黑洞具有非常重要的意义,能够促使科学家第一次探测霍金辐射。$$    量子力学认为,成对粒子可以自然而然地在真空区出现。在彼此湮灭并最终双双消失前,成对粒子——由一个粒子及其反粒子构成——可以存在非常短暂的时间。霍...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2009-06-19
《青少年科技博览》2019年10期
青少年科技博览

白话黑洞

近几年,黑洞这个名词频频出现在各种媒体上,但是,关于黑洞的介绍往往都涉及许多专业木语,让人看了似懂非懂,一头雾水。本文尝试用通俗易懂的大白话,说一说黑洞的前世今生。要问黑洞是啥?简单通俗地回答:黑洞是宇宙中的一种天体。黑洞离我们很遥远,它又天生具有隐身能力,所以谁也没见过它的真面目。但是,有几位了不起的科学家,硬是通过想像推理,运用数学推论,准确地预言了黑洞的存在。最早预言黑洞的是英国的自然哲学家约翰■米歇尔,他认为一个天体只要是质量足够大,那么光是无法逃脱的。他说的不就是黑洞吗?1915年,爱因斯坦通过广义相对论预言了黑洞的存在。1916年,德国物理学家卡尔·史瓦西根据广义相对论建立了描述黑洞的数学公式,并且进一步指出,如果有一种天体质量无限大、空间无限小,就具有非常大的引力场,以至于任何物质都无法逃脱,甚至连光粒子都不例外。有一个人认为他的理论很荒谬,就开玩笑地说:“你说的是个黑洞吧!”后来,黑洞这个词就真的成了这种天体的正...  (本文共3页) 阅读全文>>

《天文学报》2019年01期
天文学报

黑洞天体活动的基本面研究

活动星系核(中心黑洞质量MBH~106-1010M⊙)和黑洞X射线双星(MBH~10 M⊙)普遍被认为具有相似的中心引擎:黑洞、吸积盘和喷流.类似的中心引擎、质量相却差如此之大(6–9个数量级)的两类黑洞系统是否具有相似的物理仍不清楚.本文围绕不同尺度黑洞天体的物理性质和观测特性展开,主要研究了不同尺度黑洞天体活动的基本面关系以及黑洞X射线双星的能谱演化.本文首先研究了黑洞X射线双星不同射电-X射线关系及其可能的物理本质.近年来,射电-X射线的“例外”分支被发现,它的拟合斜率比正常分支更陡,表明可能具有与正常分支不同的吸积模式.该工作首先利用同时或准同时性的射电-X射线观测,研究了4个黑洞X射线双星光子指数随流量的演化.发现在3–9 keV的流量F3-9keV在低于和高于临界流量FX,crit处,射电-X射线相关性也发生了明显的变化:当F3-9keV FX,crit时,射电-X射线流量的拟合斜率b较陡(~1.1-1.4),处于例...  (本文共3页) 阅读全文>>

《世界科学》2019年05期
世界科学

太空突破:人类捕获首张黑洞照片

事件视界望远镜(EHT)捕获的首张黑洞照片天文学家捕获首张黑洞照片,开启了人类对宇宙中黑洞照片对我们认识黑洞有帮助吗?最神秘天体的一场认知革命。黑洞本身是不可见的,像是一个宇宙暗门,光和物质都无照片显示了一个由尘埃和气体构成的光环,勾勒出了一个法从中逃脱。但是,最新的天文观测手段首次把天文学家直接巨大黑洞的轮廓,这个黑洞位于距离地球5 500万光年外的大带到了黑洞的临界点,照亮了所有已知物理定律都无法逾越的质量星系M87中心。事件视界。这张突破性的黑洞照片由事件视界望远镜(EHT)捕获,什么是黑洞?这是由分布在南极、西班牙、智利等地的8个射电望远镜组成的网络,超过200位科学家参与其中。100多年前,爱因斯坦提出广义相对论,把引力视为由物EHT项目主任、哈佛大学高级研究员谢泼德·德勒曼质和能量造成的时空弯曲,最早预言了黑洞的存在。(Sheperd Doeleman)表示:“黑洞是宇宙中的神秘天体,我们爱因斯坦的广义相对论方程预言...  (本文共2页) 阅读全文>>

《上海人大月刊》2019年05期
上海人大月刊

首张黑洞照片打开全新“视”界

4月10日,世界首幅黑洞黑洞的理论史照片在上海天文台揭开科学界关于黑洞理论的探面纱。该照片由“事件视界望远镜”索,早在18世纪后半叶就初现端(以下称EHT)项目组织实施获得,倪。法国天文学家和数学家皮埃全球另外五个城市也在同一时间尔-西蒙·拉普拉斯是推测出黑公布。虽然此前在恒星层次和星系洞存在和重力崩塌概念的先驱者的核心已经观测到一些可能是黑之一。他从牛顿所提倡的光的微洞的候选体,但这次是人类首次捕粒说和牛顿力学出发,思索光也捉到黑洞的直接视觉证据,进一步会受到万有引力的影响,一直将证实了黑洞的存在。理论推至极限,推测出假如天体质量和密度足够大的话,那么其引力肯定能让光速也无法逃黑洞是什么?脱。此外,还有英国的约翰·米歇尔也发表了类似的论文。米所谓“黑洞(black hole)”,指的是一种密度极高且质歇尔1783年在致朋友的信中称可能存在巨大质量的“暗量极大,由于超强引力使得不仅是物质甚至连光都无法逃逸星”,一切从这样一种天体...  (本文共2页) 阅读全文>>

《新湘评论》2019年10期
新湘评论

关于“摄猎”黑洞的八大天问

北京时间2019年4月10日,人类首张黑洞照片在全球六地的视界望远镜发布会上同步发布。经过漫长的等待,在全球200多位科学家的努力之下,第一幅黑洞照片新鲜出炉。长久以来在电脑上模拟得到的黑洞形象,第一次真实地呈现在我们的眼前。在这张来自视界望远镜的照片里,M87中心黑洞如同电影《指环王》中索伦的魔眼,在温暖而神秘的红色光环中间,是一片深黑的无底之洞。这个圆环的一侧亮一些,另一侧暗一些,原因在于吸积盘的运动效应——朝向我们视线运动的区域因为多普勒效应而变得更亮,远离我们视线运动的区域会变暗。中间黑色的区域就是黑洞本身——光线无法逃离之处。1968年,美国天体物理学家约翰·惠勒提出了“黑洞”的概念,而100多年前德国物理学家卡尔·史瓦西就为黑洞作出了精确解。今天我们收获了第一张黑洞的照片,人类对黑洞和宇宙的认识又迈出了关键一步。在2017年4月全球数个射电望远镜阵列组成虚拟望远镜网络事件视界望远镜(EHT)并拍下第一张黑洞照片之时,...  (本文共3页) 阅读全文>>