黑洞的黃金時代

Black hole art

馬克·加利克 Alamy

加入我們的科學愛好者社群!

在過去的五年裡,出現了一系列驚人的黑洞觀測:2015年首次探測到兩個黑洞碰撞產生的引力波;2018年以前所未有的X射線觀察了銀河系中心超大質量黑洞周圍旋轉的十幾個黑洞;以及2019年首次拍攝到黑洞的照片(在梅西耶87星系的中心)。在阿爾伯特·愛因斯坦預測黑洞存在近100年後,直接的證實紛至沓來,徹底改變了天體物理學。

黑洞的存在一直是一個懸而未決的問題,甚至到20世紀90年代——最古老和最大的黑洞怎麼可能在大爆炸後如此迅速地形成,這尤其令人困惑。在諾貝爾獎得主物理學家安德烈婭·蓋茲、萊因哈德·根澤爾和其他人進行了十多年的工作之後,人們才堅定地相信我們自己星系的中心潛伏著一個巨大的超大質量黑洞。

黑洞在宇宙中發揮著強大的影響力。它們巨大的引力塑造了星系的形狀,或許黑洞本身就是宇宙中看不見的暗能量。當鎖定核心周圍成群的塵埃雲時,它們吞噬中子星和其他屈服於其引力的發光體。

黑洞的難題在於它們顛覆了預言其存在的經典物理定律。在黑洞的邊界事件視界,量子物理學崩潰,量子資訊被完全摧毀,或者可能透過連線兩個黑洞的蟲洞從宇宙中的一個座標推進到另一個座標。

精密的的新技術使我們從理論和間接測量走向了黑洞的直接證據。2019年首次超大質量黑洞影像,以及來自合併黑洞的光的觀測,以及尚未分類的物體,這些物體可能是黑洞、中子星或其他東西

沒有哪項新技術比引力波探測器更快地開啟了黑洞的黃金時代。它們的影響波及到本合集中的幾乎每一個故事,從首次觀測的引人入勝的故事,到它們對新型黑洞和所謂的產生它們的星系工廠的感知。

今天的天體物理學家擁有強大的儀器和資料庫,使他們能夠以前所未有的方式觀察黑暗。但仍有許多未被看到的東西。黑洞在宇宙中無處不在,但它們仍然隱藏在陰影中,讓人類只能猜測和檢驗它們的意義,無論是透過望遠鏡還是在我們的想象中。

安德烈婭·加夫裡列夫斯基大眾科學的首席新聞通訊編輯。她撰寫每日《今日科學》新聞通訊,並負責管理該雜誌的所有其他新聞通訊。此外,她還管理所有特別收藏版,過去曾擔任大眾科學 Mind、大眾科學 Space & Physics大眾科學 Health & Medicine 的編輯。加夫裡列夫斯基在Scientist 雜誌開始了她的新聞事業,在那裡她是一名專題撰稿人和生命科學領域“熱門”研究論文的編輯。她在教育出版領域工作了六年多,編輯生物學、環境科學和營養學高等教育書籍。她擁有哥倫比亞大學地球科學碩士學位和新聞學碩士學位,哥倫比亞大學也是普利策獎的所在地。

更多作者:安德烈婭·加夫裡列夫斯基
SA Special Editions Vol 30 Issue 1s本文最初以“黑洞的黃金時代”為標題發表於SA Special Editions 第30卷第1s期(),第1頁
doi:10.1038/scientificamericanblackholes0221-1
© .