“看见”黑洞!科学家首次观测到黑洞天体可见光

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 06:12:33
http://tech.huanqiu.com/news/2016-01/8440198.html


这张图像展示的是位于7800光年外的黑洞天体“天鹅座V404”所发出的微弱可见光。其亮度足以被一台中等口径的天文望远镜观测到


任何一位拥有口径20厘米或更大口径望远镜的观测者都能够观测到来自这个黑洞发出的暗弱可见光。这是人类首次确认到来自黑洞周围发出的可见光信号

北京时间1月25日消息,近日,一个由日本科学家领衔的国际天文学家小组宣称,他们首次观测到从一个黑洞周围发出的暗弱可见光。事实上,只要使用一台中等口径的天文望远镜,任何人都能够亲眼目睹这道亮光。

科学家们表示,此次观测到的亮度变化显著的这一可见光信号将有助于我们加深对于物质盘旋落入黑洞过程机制的理解。研究人员同时还公布了一段录像,呈现的是望远镜视野中观测到的来自黑洞的光芒。在一份声明中,该研究组明确表示,只要使用一台口径大约20厘米左右的望远镜,你就能够观测到这一亮光信号。

来自黑洞的可见光

黑洞之所以被称作黑洞,就是因为它一般被认为是任何物质的穷途末路——任何物质只要进入黑洞事件边界便再也没有机会逃脱,甚至是光线也是一样。但是这些即将 被黑洞吞噬的物质也并非是直接掉进黑洞的,而是会盘旋下降形成一个吸积盘。在这个吸积盘的内部,物质颗粒之间的剧烈摩擦将产生极高温度,甚至可以超过1000万摄氏度,从而发出剧烈辐射。

早在40度 年前,科学家们便已经在银河系内部发现了黑洞周围存在吸积盘现象。而此前的研究已经发现这种黑洞的吸积盘对于黑洞所在的宿主星系动力学结构将会产生显著影 响。举例来说,周围存在吸积盘的黑洞有时候会产生一种强大的等离子体喷流,被称作“相对论性喷流”,这种喷流以接近光速的极高速度喷出,能够穿过整个星 系。这样强大的喷流有可能会对星系的演化过程产生影响。然而,这项研究的第一完成人,日本京都大学天文学家木村真理子和她的同事们指出,我们目前对于这种 吸积盘结构的知识还仍然知之甚少,因为在物质向着黑洞中心盘旋下落的过程中可以有着非常复杂的行为机制。

为了更多了解这种神秘的吸积过程,研究人员对天鹅座V404进行了研究,这是一个其中一个成员是黑洞的双星系统,其中黑洞的质量约为太阳的9倍,双星系统中另外一个成员恒星的质量则比太阳稍大一些。该双星系统距离地球大约7800光年,其中包含的这个黑洞是距离地球最近的黑洞之一。

在经过26年的休眠沉寂之后,天文学家们在2015年探测到来自天鹅座V404的强烈X射线爆发,爆发持续了大约两周时间。来自黑洞吸积盘的剧烈活动使天鹅座V404短暂地成为可观测宇宙中最明亮的X射线爆发源。

在这次爆发事件之后,研究人员紧接着探测到从天鹅座V404发出的可见光闪烁信号,其闪烁周期从100秒到150分钟不等。正常情况下,天文学家们会在X射线波段或γ射线波段对黑洞进行监测,而不是可见光波段。

木村真理子指出:“我们首次发现黑洞周遭的活动可以在可见光波段以很低的亮度呈现出来。”她说:“这些发现表明,我们完全可能使用常规的光学望远镜,而不是特制的X射线或γ射线望远镜对黑洞现象进行观察。”

闪烁信号成因的不同解释

在此之前,天文学家们在X射线波段也监测到类似的闪烁现象——他们在对位于天鹰座,距离地球约3.59万光年的黑洞天体GRS 1915+105进行监测时注意到这一现象。GRS 1915+105正经历剧烈的吸积过程。基于这一观测事实,天文学家们原先认为这样的闪烁可能是由于黑洞吸积盘内部的因为快速吸积造成失稳而导致的。

然而,天鹅座V404周围吸积盘的吸积速率至少要比其他同样观测到类似闪烁现象的黑洞要低10倍以上。这就表明高吸积率可能并非造成这种闪烁现象的主要原因。

相反,科学家们注意到不管是天鹅座 V404还是GRS 1915+105, 这些黑洞与它们的伴星之间通常都相隔着一段较远的距离,从而允许在其周围形成较大的吸积盘结构。在这样规模较大的吸积盘结构中,从吸积盘外侧向吸积盘内侧 盘旋移动的物质可能并非“一路顺畅”,从而在此过程中产生失稳和震荡,而这一过程则恰好可以解释这些黑洞产生闪烁信号。

科学家们表示他们希望能够开展相关课题的国际合作研究,从而加深我们对于这些极端天体本质的理解。

木村真理子表示:“依托国际合作,我们能够获取位于全球26处不同地点的35台大型望远镜的光学观测数据。我们希望未来能有更多人参与到对黑洞双星的观测中来。”

相关研究结果已经在本月初刊载于《自然》杂志上。http://tech.huanqiu.com/news/2016-01/8440198.html

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2016-1-25 16:13 上传


这张图像展示的是位于7800光年外的黑洞天体“天鹅座V404”所发出的微弱可见光。其亮度足以被一台中等口径的天文望远镜观测到

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2016-1-25 16:13 上传


任何一位拥有口径20厘米或更大口径望远镜的观测者都能够观测到来自这个黑洞发出的暗弱可见光。这是人类首次确认到来自黑洞周围发出的可见光信号

北京时间1月25日消息,近日,一个由日本科学家领衔的国际天文学家小组宣称,他们首次观测到从一个黑洞周围发出的暗弱可见光。事实上,只要使用一台中等口径的天文望远镜,任何人都能够亲眼目睹这道亮光。

科学家们表示,此次观测到的亮度变化显著的这一可见光信号将有助于我们加深对于物质盘旋落入黑洞过程机制的理解。研究人员同时还公布了一段录像,呈现的是望远镜视野中观测到的来自黑洞的光芒。在一份声明中,该研究组明确表示,只要使用一台口径大约20厘米左右的望远镜,你就能够观测到这一亮光信号。

来自黑洞的可见光

黑洞之所以被称作黑洞,就是因为它一般被认为是任何物质的穷途末路——任何物质只要进入黑洞事件边界便再也没有机会逃脱,甚至是光线也是一样。但是这些即将 被黑洞吞噬的物质也并非是直接掉进黑洞的,而是会盘旋下降形成一个吸积盘。在这个吸积盘的内部,物质颗粒之间的剧烈摩擦将产生极高温度,甚至可以超过1000万摄氏度,从而发出剧烈辐射。

早在40度 年前,科学家们便已经在银河系内部发现了黑洞周围存在吸积盘现象。而此前的研究已经发现这种黑洞的吸积盘对于黑洞所在的宿主星系动力学结构将会产生显著影 响。举例来说,周围存在吸积盘的黑洞有时候会产生一种强大的等离子体喷流,被称作“相对论性喷流”,这种喷流以接近光速的极高速度喷出,能够穿过整个星 系。这样强大的喷流有可能会对星系的演化过程产生影响。然而,这项研究的第一完成人,日本京都大学天文学家木村真理子和她的同事们指出,我们目前对于这种 吸积盘结构的知识还仍然知之甚少,因为在物质向着黑洞中心盘旋下落的过程中可以有着非常复杂的行为机制。

为了更多了解这种神秘的吸积过程,研究人员对天鹅座V404进行了研究,这是一个其中一个成员是黑洞的双星系统,其中黑洞的质量约为太阳的9倍,双星系统中另外一个成员恒星的质量则比太阳稍大一些。该双星系统距离地球大约7800光年,其中包含的这个黑洞是距离地球最近的黑洞之一。

在经过26年的休眠沉寂之后,天文学家们在2015年探测到来自天鹅座V404的强烈X射线爆发,爆发持续了大约两周时间。来自黑洞吸积盘的剧烈活动使天鹅座V404短暂地成为可观测宇宙中最明亮的X射线爆发源。

在这次爆发事件之后,研究人员紧接着探测到从天鹅座V404发出的可见光闪烁信号,其闪烁周期从100秒到150分钟不等。正常情况下,天文学家们会在X射线波段或γ射线波段对黑洞进行监测,而不是可见光波段。

木村真理子指出:“我们首次发现黑洞周遭的活动可以在可见光波段以很低的亮度呈现出来。”她说:“这些发现表明,我们完全可能使用常规的光学望远镜,而不是特制的X射线或γ射线望远镜对黑洞现象进行观察。”

闪烁信号成因的不同解释

在此之前,天文学家们在X射线波段也监测到类似的闪烁现象——他们在对位于天鹰座,距离地球约3.59万光年的黑洞天体GRS 1915+105进行监测时注意到这一现象。GRS 1915+105正经历剧烈的吸积过程。基于这一观测事实,天文学家们原先认为这样的闪烁可能是由于黑洞吸积盘内部的因为快速吸积造成失稳而导致的。

然而,天鹅座V404周围吸积盘的吸积速率至少要比其他同样观测到类似闪烁现象的黑洞要低10倍以上。这就表明高吸积率可能并非造成这种闪烁现象的主要原因。

相反,科学家们注意到不管是天鹅座 V404还是GRS 1915+105, 这些黑洞与它们的伴星之间通常都相隔着一段较远的距离,从而允许在其周围形成较大的吸积盘结构。在这样规模较大的吸积盘结构中,从吸积盘外侧向吸积盘内侧 盘旋移动的物质可能并非“一路顺畅”,从而在此过程中产生失稳和震荡,而这一过程则恰好可以解释这些黑洞产生闪烁信号。

科学家们表示他们希望能够开展相关课题的国际合作研究,从而加深我们对于这些极端天体本质的理解。

木村真理子表示:“依托国际合作,我们能够获取位于全球26处不同地点的35台大型望远镜的光学观测数据。我们希望未来能有更多人参与到对黑洞双星的观测中来。”

相关研究结果已经在本月初刊载于《自然》杂志上。
没整明白为啥那是黑洞呢?我说是一种星体,中间并不存在黑洞可以吗?
larry0211 发表于 2016-1-26 02:06
没整明白为啥那是黑洞呢?我说是一种星体,中间并不存在黑洞可以吗?
黑洞也是一种星体,只是引力大到光线都出不来
尼米兹 发表于 2016-1-26 16:03
黑洞也是一种星体,只是引力大到光线都出不来
对啊,既然被看到了,那就是有光发出来了,你怎么就说中间有个看不见的黑洞呢?比如我说太阳的中心其实也有一个微小的黑洞也行啊,反正你看不到。
2016-1-26 19:23 上传

2016-1-26 19:25 上传

larry0211 发表于 2016-1-26 18:15
对啊,既然被看到了,那就是有光发出来了,你怎么就说中间有个看不见的黑洞呢?比如我说太阳的中心其实也 ...
太阳的半径远大于其史瓦西半径,所以太阳中心肯定没有黑洞。
larry0211 发表于 2016-1-26 02:06
没整明白为啥那是黑洞呢?我说是一种星体,中间并不存在黑洞可以吗?
因为它发生过X射线爆发,功率极其强大只有黑洞做得到;以及有指向性的等离子体喷流。
猎杀m1a2 发表于 2016-1-26 19:43
因为它发生过X射线爆发,功率极其强大只有黑洞做得到;以及有指向性的等离子体喷流。
你贴的图是想象的,并不真实,说实话也是不可能的。凭什么黑洞周边有一层光圈但在面向我们的这边就变成了无毛的空洞了呢?难道是切片?后面的吸积盘确实按照理论可以因光线弯曲而被看见,但事实上没见过这么夸张的象球一样的变形光线的。

你说的X射线爆发,等离子喷射流,史瓦西半径都是理论计算的,但理论一直在更新,类星体至今无法解释,宇宙的半径,宇宙的年龄等等,一堆的问题都在更新,还有高维度,宇宙弦,平行世界等等一堆为证实的呢。凭什么你提及的那些黑洞理论就是无比正确的呢?霍金已经把黑洞变成灰洞了,还有微型黑洞呢,你贴的电影中的虫洞就是啊。所以黑洞、暗物质、暗能量、回到过去等等已经变成科幻小说和科学家吸眼球的香饽饽了,其实没啥意思。

当然,有我的偏见,我始终认为黑洞是一个矛盾体,即有高温高压的特点,又有冷到零点的特征,有点像1/0; 无意义,或者是一个极限,无限接近却永远无法达到。虽然我相信一定有不少科学家也有怀疑,但大家不捅破这层纸,反正大家都搞不懂,所以一直只是不断的改善理论,因为大家都要吃饭,科学研究也需要资金啊。

比如楼主的贴图,看到的不就是一个亮点嘛,科学家说是黑洞,怎么怎么的,大家不都没啥意见嘛。

larry0211 发表于 2016-1-26 21:29
你贴的图是想象的,并不真实,说实话也是不可能的。凭什么黑洞周边有一层光圈但在面向我们的这边就变成了 ...


那个光圈是吸积盘,并非是有毛无毛那个问题。这些不是黑洞的ying毛。

是的,根据数值模拟,吸积盘弯曲就这么夸张,并且图中不止一个像,还有主像,二级,三级,四级像。同时还有自旋的影响(加速与引力等效)导致吸积盘的像左边离黑洞视界稍微远点,相对左边右边离得稍微近点,注意,不是吸积盘真的距离视界距离左右右边,而是像被时空扭曲加上内火壳变形的结果。
不止吸积盘,星空也是被扭曲的。吸积盘后面的星空,一样是被扭曲为多个像,并且位置并不对应图片直线指向。也就是说,你看得的背景星空,对应的实际成像在镜头中的恒星数,是远少于图片上的恒星数目的。

人眼看肯定不行,这个星体已经观测了很久,去年观测到激烈活动的图像,完全吻合黑洞活动。现在在普通望远镜观测是这样的图像,看不到吸积盘细节,那是设备分辨率远远不够的问题。如果这个星系不是去年爆发那次,也不知道哪年哪月才能发现它是黑洞。

史瓦西半径是广义相对论的一个求解结果。是第一个精确解,表示时空能动张量。


如果太阳内形成了黑洞那么就违背广义相对论,这等于是说黑洞不需要在能动张量极大的时空中形成,可以在平直性时空中就自动形成,那么不止太阳内有黑洞了,你的脑门上,你的脚底板,处处都在随时诞生黑洞了。如果这样,你大概已经察觉到黑洞在你身上?今天你感觉到身上有黑洞了么?如果史瓦西度规是错的,那么今天满宇宙都应该是黑洞了。


另外,类星体已经可以解释,其观测数据完全符合以广义相对论接触的克尔——纽曼黑洞模型计算。所可以可以断定,类星体都是星系级黑洞正在吸积巨量星系物质,从而激烈活动,这个叫“活动星系核”。
larry0211 发表于 2016-1-26 21:29
你贴的图是想象的,并不真实,说实话也是不可能的。凭什么黑洞周边有一层光圈但在面向我们的这边就变成了 ...


那个光圈是吸积盘,并非是有毛无毛那个问题。这些不是黑洞的ying毛。

是的,根据数值模拟,吸积盘弯曲就这么夸张,并且图中不止一个像,还有主像,二级,三级,四级像。同时还有自旋的影响(加速与引力等效)导致吸积盘的像左边离黑洞视界稍微远点,相对左边右边离得稍微近点,注意,不是吸积盘真的距离视界距离左右右边,而是像被时空扭曲加上内火壳变形的结果。
不止吸积盘,星空也是被扭曲的。吸积盘后面的星空,一样是被扭曲为多个像,并且位置并不对应图片直线指向。也就是说,你看得的背景星空,对应的实际成像在镜头中的恒星数,是远少于图片上的恒星数目的。

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2016-1-26 22:48 上传


人眼看肯定不行,这个星体已经观测了很久,去年观测到激烈活动的图像,完全吻合黑洞活动。现在在普通望远镜观测是这样的图像,看不到吸积盘细节,那是设备分辨率远远不够的问题。如果这个星系不是去年爆发那次,也不知道哪年哪月才能发现它是黑洞。

史瓦西半径是广义相对论的一个求解结果。是第一个精确解,表示时空能动张量。


如果太阳内形成了黑洞那么就违背广义相对论,这等于是说黑洞不需要在能动张量极大的时空中形成,可以在平直性时空中就自动形成,那么不止太阳内有黑洞了,你的脑门上,你的脚底板,处处都在随时诞生黑洞了。如果这样,你大概已经察觉到黑洞在你身上?今天你感觉到身上有黑洞了么?如果史瓦西度规是错的,那么今天满宇宙都应该是黑洞了。


另外,类星体已经可以解释,其观测数据完全符合以广义相对论接触的克尔——纽曼黑洞模型计算。所可以可以断定,类星体都是星系级黑洞正在吸积巨量星系物质,从而激烈活动,这个叫“活动星系核”。
猎杀m1a2 发表于 2016-1-26 22:48
那个光圈是吸积盘,并非是有毛无毛那个问题。这些不是黑洞的ying毛。

是的,根据数值模拟,吸积盘弯 ...
你呀,也算是有性格的,我就问你一个问题:

纠缠态时当改变一个粒子时,另一个粒子也改变了,请问是四大力场中的哪个力起到了作用?你用广义相对论、量子力学,好吧弦理论也能用上,反正你能想到的所有公式应用到四个力场中,随便哪个力场套套看吧。

我想理论都是需要发展的,如果真的不发展了,那就是无法证伪了,其实就不是科学了。你不是不相信佛祖吗?对的,他说的话,没有一句不是真理,但句句都是不能证伪的,所以你不相信就搞对了,因为没啥指导意义。如果果然一步到位,算出了黑洞的精确解,那么电影中也不需要跑到黑洞里面去了解黑洞的宇宙常数了,霍金也不需要再搞灰洞了,一黑到底。

其实你是太执着,把我的本意全部理解到牛角尖上去了。我并不是说太阳里真的有个黑洞,只是这么一打比方,你就急了。再说,我也知道那图画的是吸积盘,但你看看最贴近无毛的黑洞的圆外边,是不是还有一层光圈吗,我指的是这个,那是层逃逸的光,黑洞外层应该有一层逃逸的光的,黑洞又不是平面的,它的球面上应该都充满着一层逃逸的光,所以其实你是看不到黑黝黝的洞只能看到表层逃逸的光的,所以图是错的。

如果我和你一样执着的话我就这样说了:按照黑洞理论应该产生如你所贴图一样的黑洞效果图,但目前我们实际从来没有见过这样古怪的作品在宇宙中呈现,那么我们可以推断,宇宙中至今并不能证明存在黑洞理论所描绘的黑洞,现在我们无法证明这理论是正确的。或者我采用更激进的辩词:按照理论,我们看到的黑洞应该是象你贴图一样的样子,而目前楼主的照片长得并不像,所以这不是黑洞理论中的黑洞。结论:要不这不是黑洞,要不黑洞理论是错的。

好了,我的意思是说其实这些真的不实际,也无法求证,没啥意思。你说我有没有觉得身体上有个黑洞,我觉得有的,但不在我的身上,在股市中,今天黑洞把股市拉到了2800以下,不知道用了四大力场中的哪个力?有妖气!有黑洞!有黑幕! 还有你说如果“史瓦西度规是错的,那么今天满宇宙都应该是黑洞了。” 其实你这是负能量,我用正能量来想的话是这样:史瓦西度规是错的,所以今天满宇宙都没有黑洞。目前我这句话甚至还无法被有效的反驳呢,灰洞可以吗?而你这句话基本上可以认为是错的,因为史瓦西半径将来一定会被修正,而满宇宙已经被证明虽然是漆黑一片,但那并不是黑洞。

最后,黑洞无毛应该是科学家故意这样说来恶搞的,你正好被娱乐到。你还要娱乐吗?嗯,其实遇到无毛的时候你要注意了,可能是幼的,那么你的罪就大了;当然也可能是白虎,挺干净,但听说你自己必须是青龙才能降住;毛多了确实不太好看,鬼子的毛是淡黄的,很不错。最后,黑洞其实是长ying毛的。
larry0211 发表于 2016-1-26 21:29
你贴的图是想象的,并不真实,说实话也是不可能的。凭什么黑洞周边有一层光圈但在面向我们的这边就变成了 ...
是的,有那么些物理学家认为黑洞不存在,有他们的理由。其实按照广相的说法宇宙中也不可能存在真正意义上的黑洞!很吃惊吧?道理是这样的:

按照广相,物质在掉进视界的过程,相对无限远观察者看来这个跌落过程耗时无限久~也就是说就算星体要塌缩成黑洞,对于我们这些遥远观察者来说它一辈子也塌缩不完~

所以与其说那些星体是黑洞不如说他们只是正在成为黑洞~

larry0211 发表于 2016-1-27 00:44
你呀,也算是有性格的,我就问你一个问题:

纠缠态时当改变一个粒子时,另一个粒子也改变了,请问是四 ...


   我只是解释你对我帖子的疑问之处,并非是说现在物理学已经探索宇宙奥秘到头。

   纠缠态本质原理过程现在也还没探索出。这些都不能下定论。

   在回帖中你又提出三个新问题:1.火壳应该可见;2.V404为什么看不出来黑洞吸积盘和光线扭曲。
   1火壳是可见的,黑洞周边就有一圈内火壳,这是被引力扭曲的光线。
   2因为望远镜的分辨率远远不够,所以实际上看不清V404的细节。由于仪器分辨率有限,实际上目前没有任何关于黑洞吸积盘和黑洞引力透镜的高分辨率照片。上面楼黑洞的光线扭曲图像都是根据广义相对论模拟出来的,光线扭曲规律由星系的引力透镜观测完全证实,模拟吸积盘扭曲也必定正确,除非广义相对论错了,不过不用担心,除非宇宙颠覆,否则那是不可能的。
    3史瓦西度规表示质量(和能量)与时空能动张量的关系,只有能动张量达到一个界限,也就是当物体半径小于史瓦西半径时,时空的不平直才能让时空继续不平直。才形成黑洞。如果史瓦西度规是错的,那么早么就意味着有没有能量质量,时空都是闭的,宇宙一开始就不会形成,甚至不用说是不是满宇宙黑洞了。所以太阳中心肯定没有一个由太阳物质引力收缩形成的黑洞。至于量子黑洞那些,就不好说是与否了
larry0211 发表于 2016-1-27 00:44
你呀,也算是有性格的,我就问你一个问题:

纠缠态时当改变一个粒子时,另一个粒子也改变了,请问是四 ...


   我只是解释你对我帖子的疑问之处,并非是说现在物理学已经探索宇宙奥秘到头。

   纠缠态本质原理过程现在也还没探索出。这些都不能下定论。

   在回帖中你又提出三个新问题:1.火壳应该可见;2.V404为什么看不出来黑洞吸积盘和光线扭曲。
   1火壳是可见的,黑洞周边就有一圈内火壳,这是被引力扭曲的光线。
   2因为望远镜的分辨率远远不够,所以实际上看不清V404的细节。由于仪器分辨率有限,实际上目前没有任何关于黑洞吸积盘和黑洞引力透镜的高分辨率照片。上面楼黑洞的光线扭曲图像都是根据广义相对论模拟出来的,光线扭曲规律由星系的引力透镜观测完全证实,模拟吸积盘扭曲也必定正确,除非广义相对论错了,不过不用担心,除非宇宙颠覆,否则那是不可能的。
    3史瓦西度规表示质量(和能量)与时空能动张量的关系,只有能动张量达到一个界限,也就是当物体半径小于史瓦西半径时,时空的不平直才能让时空继续不平直。才形成黑洞。如果史瓦西度规是错的,那么早么就意味着有没有能量质量,时空都是闭的,宇宙一开始就不会形成,甚至不用说是不是满宇宙黑洞了。所以太阳中心肯定没有一个由太阳物质引力收缩形成的黑洞。至于量子黑洞那些,就不好说是与否了
猎杀m1a2 发表于 2016-1-27 11:30
我只是解释你对我帖子的疑问之处,并非是说现在物理学已经探索宇宙奥秘到头。

   纠缠态本质原理 ...
1:火壳我理解不是引力扭曲,而是逃逸的光子,光子获得了被吸收部分的反推力而加速逃逸,这就是灰洞理论。
2:不晓得的,我不瞎说。事实上,至今见到的都是发光的黑洞,一个圆点,即使银河中心算是最近的吧,也没见过这种怪模怪样的黑洞。我想一定是见不到那种扭来扭去变态的画面的。当然,你一定要坚持,那就算吧,反正这辈子见不到,下辈子我也不管了。
3:史瓦西半径我当然是知道的,我知道太阳中心没有黑洞,我只是打个比方,我想说明的是因为太阳外层光很强,你是看不到内部的,也许内部住着一个神?当然也可能是一间小黑屋?反正你看不到。我是这个意思,不是说太阳中间真的有个黑洞。

我比较同意12楼enroger的说法,黑洞应该是一个极限的过程,其实一辈子也到达不了真正的黑洞。黑洞应该是一个时空坍塌的地方,我不太同意一个巨大的恒星烧光了,反而更有侵略性了,能够更有能力了?

反正我最主要的观点就是,讨论这个没啥意义。
1:火壳我理解不是引力扭曲,而是逃逸的光子,光子获得了被吸收部分的反推力而加速逃逸,这就是灰洞理论 ...

1火壳是被引力束缚的光线。另外光不能被加速,而是物体离心加速与引力等效(广义相对论之强等效定律),也就是说起到抵消了部分引力作用。
2一个光点那是分辨率不够,比如说要想靠望远镜观看20光年以外的一个黑洞的吸积盘细节,那么就要达到能看到20光年处一颗蓝白色恒星上日冕的分辨率,但是哪怕未来的TMT望远镜都不够。何况现在的呢。
3一个黑洞确实可能不止一个奇点,但说其能量不如恒星是不对的。其实黑洞最大的能量是转动能,各种射线爆实际是提取转动能。


   其实我不是讨论,是科普,说的感觉有点装大个了,莫怪呵呵
猎杀m1a2 发表于 2016-1-28 11:09
1火壳是被引力束缚的光线。另外光不能被加速,而是物体离心加速与引力等效(广义相对论之强等效定律), ...
好呀,有机会就贴一个科普的黑洞贴,大家学习一下吧,到时候我也能更深的理解啦。

黑洞嘛,有很多矛盾的地方,既有极高温高压的特征又有绝对零度的特征,即是坍塌的时空又是被极度压缩的时空,在我看来象是方程的一个解,比如1/x,形成的双曲线的极限。在零的地方是一个极大值和一个负向的极小值,是矛盾的,其实永远到不了,但却要想象这个零点的特征。

还有奇怪的呢,为啥行星,特别是象地球那样的,它的成分怎么就像是烧尽的恒星的成分呢?恒星真的是黑洞诞生的?黑洞里面到底是空的还是有很多物质?会爆炸还是通往其他空间?蒸发?类星体创造了这么多神奇搞清楚了?它们是不是理论中上一代的恒星?那么它们会如何演化?黑洞会发出摧毁一切的高能X射线,如果宇宙是均匀的,那么在无尽的宇宙和漫长的岁月中应该地球会中枪的,就像下雨你总会被淋湿一样,但为啥地球没被毁灭呢?反正期待你能科普一下。
黑洞吸了这么多东西都去那里了?
重装执法者 发表于 2016-1-30 06:23
黑洞吸了这么多东西都去那里了?
变成黑洞的一部分,永远的跌向奇点,或者变成奇点跌向其他奇点(一个黑洞也许不止一个奇点,尤其是星系级黑洞。)。但是不管是否跌倒奇点上或者变成奇点,吸进去的物质都会增加黑洞的质量,增大黑洞对外的引力,以及扩大视界半径
larry0211 发表于 2016-1-28 15:30
好呀,有机会就贴一个科普的黑洞贴,大家学习一下吧,到时候我也能更深的理解啦。

黑洞嘛,有很多矛盾 ...
恒星当然不会是黑洞诞生的。黑洞是恒星的尸骸,或者一个白矮星、中子星吸引了伴星的物质——Ia型超爆形成黑洞(这个是恒星级黑洞的主要成因),或者是干脆还没成为恒星由于质量过大,刚刚启动的核反应远无法抵消引力就形成黑洞了(这个可能是星系级黑洞的主要成因)。

黑洞里面可以肯定不会是空的,必然有很多物质由于时间流速几乎静止的关系遍布于视界以内各处,不过这个也会增大黑洞质量;至于会爆炸还是会通往其他空间,这个目前不清楚——不过量子引力论就是在探索这个的。

类星体的视界以内是最不清楚的,总的而言,类星体的几个问题搞清楚了:为何同时蓝移又同时红移,射线暴形成的原理;没搞清楚的问题就是:视界以内会如何?奇点是如何的?还有就是一个扭曲磁场是在吸积盘上还是在视界边缘上。

为啥地球没被黑洞中枪呢?这个问题其实是一个经典哲学问题,也可以说极大启发了现代宇宙学问题的翻版:奥伯斯佯谬。奥伯斯佯谬的意思是:既然宇宙是均匀的,那么过去所有的星光都会在宇宙中反复反弹,那么地球上应该没有白天黑夜,应该是无限亮的。。。。这个问题直到宇宙膨胀的发现,才得以解答:因为宇宙在暴涨之后一直处于膨胀,星系之间越来越远,发出的光自然不会一直叠加。
猎杀m1a2 发表于 2016-1-30 11:44
变成黑洞的一部分,永远的跌向奇点,或者变成奇点跌向其他奇点(一个黑洞也许不止一个奇点,尤其是星系级 ...
一个黑洞不止一个奇点怎么说,双核的?过去合并的还没有彻底合并完?
猎杀m1a2 发表于 2016-1-26 19:23
对于一个球体来讲,难道说黑洞对不同方向的引力是不同的,否则怎么会形成一个盘状而不是一个球体?
SSN19 发表于 2016-1-31 11:59
一个黑洞不止一个奇点怎么说,双核的?过去合并的还没有彻底合并完?
嗯,就是这个意思,合并一直没有结束
woodface 发表于 2016-1-31 14:14
对于一个球体来讲,难道说黑洞对不同方向的引力是不同的,否则怎么会形成一个盘状而不是一个球体?
无自旋黑洞,对所有方向引力相同。这种黑洞叫史瓦西黑洞

有自旋有电荷黑洞,其实也是所有方向引力相同,但是自旋有个离心加速度,抵消了一部分空间弯曲——这种黑洞叫克尔——纽曼型黑洞


不过这个与吸积盘这个形状并没有关系。吸积盘之所以成这样是有两个原因:1、星系级黑洞是星系的中心,恒星从黑洞赤道过来概率最大;2,恒星在接近过程中就会被撕裂,然后会被环绕黑洞一圈;
猎杀m1a2 发表于 2016-1-28 11:09
1火壳是被引力束缚的光线。另外光不能被加速,而是物体离心加速与引力等效(广义相对论之强等效定律), ...
吸积盘释放的应该是下落物质的引力势能吧
吸积盘释放的应该是下落物质的引力势能吧
是的,吸积盘释放的是下落引力势能,喷流释放的是空间回旋能
enroger 发表于 2016-1-27 08:11
是的,有那么些物理学家认为黑洞不存在,有他们的理由。其实按照广相的说法宇宙中也不可能存在真正意义上 ...
也来瞎掰,“对于我们这些遥远观察者来说它一辈子也塌缩不完”这句话是错的!我们能看到的比如光,并不会因为发光的主体掉进视界这个过程而影响到它传播到观察者的速度,它仍然是以光速向我们奔来,所以我们应该能看见什么,要么什么都看不见,不会是一个静止画面或者慢动画!
太帅 发表于 2016-2-2 00:34
也来瞎掰,“对于我们这些遥远观察者来说它一辈子也塌缩不完”这句话是错的!我们能看到的比如光,并不会 ...
光速不影响,但掉进去的耗时要影响
独家专访吴岳良院士:新的引力量子化路线图
蝌蚪五线谱官方2016-01-27 17:37:17阅读(1157) 评论(7)
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  2016年初的北京,一股霸王级寒潮从西伯利亚奔袭而至,空气变得有点冷。
  1月11日,中国科学院院士、中国科学院大学副校长、中国科学院卡弗里理论物理研究所所长吴岳良院士在《物理评论D》上发表了一篇论文,该论文的主题是关于“引力的量子场论”。
  这篇文章仿佛是寒夜中的一股暖流温暖了整个冻僵的学术圈,在学界与新闻界引起一阵狂热的骚动。不仅仅是因为吴岳良在中国理论物理学界地位特殊,同时因为“引力的量子场论”被学界公认为是一个终极性难题,因为解决了这个问题就可以让我们知道早期宇宙为何开启大爆炸之旅。这就是所谓“第一推动”问题,没有人可以拒绝它的神秘魅力。
  那么,这篇论文所探讨的“引力的量子场论”到底是什么?物理实质到底是什么?带着一系列问题,蝌蚪君独家专访了吴岳良。
  
  20年前:1996年回国后就开始与周光召院士一起做大统一理论
  吴岳良介绍说,1996年他从国外回国后,就开始做自己认为重要的问题,很少跟风做研究。1997年,吴岳良与他以前的导师周光召先生一起,在《中国科学》杂志上发表了一篇论文,题目就是《对所有基本力的一种可能的大统一模型 》。这是他们做引力量子理论的最早的想法。
  蝌蚪君:“当时你们发的这个文章是包括引力的吗?”
  吴岳良:“是的,当时我回国的原因 ,主要是想开始做引力的问题。在这之前,我做了一些轻子、夸克以及CP破坏的工作,回国后我主要是想做引力的量子理论。”
  蝌蚪君:“我们先说一下您与周光召院士当时的大统一理论,当时关于除引力外 的 三种力的统一理论基本已经有了,比如温伯格、格拉肖与萨拉姆等人的弱电统一理论以及粒子物理的标准模型。”
  吴岳良:“对 ,但我们要找出电子的质量,所有夸克的质量以及这些质量之间的关系 。”
  蝌蚪君:“基本粒子的质量是自由参数,是不能用理论进行预言的吧。”
  吴岳良:“对,但通过我们的超对称大统一模型,我们输入大概5个参数,可以给出10多个基本的关系式,这些关系式可以预言这些粒子的质量,有些还与实验符合的很好。“
  因为有了20年前的这段研究大统一模型的经历,在吴岳良内心深处种植下了一个量子引力的梦。虽然后来到了1998年,因为日本的小柴昌俊等人发现来自16万光年之外的超新星中微子以及其他发现中微子振荡的事情,把吴岳良的目光也吸引到了中微子物理领域,但关于引力的量子化(也就是大统一理论)的梦想一直藏在吴岳良的内心深处。
  也许20年后吴岳良的工作,可以看成是“不忘初心,方得始终”的结果。
  改弦易辙:从弯曲时空到平坦时空
  吴岳良告诉蝌蚪君,当年刚回国时候发在《中国科学》杂志上的论文是他开始做引力量子化的第一篇论文。但在那篇论文中,吴岳良还是没有跳出传统的思维陷阱——那就是爱因斯坦说的“引力是弯曲时空的表现”。所以,当时的那篇文章还是在弯曲时空里做的,因此量子化引力的部分做的不是特别成功。
  因此,从1996年回国开始算起,在差不多20年之后,到了2016年发表在《物理评论D》上的这篇文章,吴岳良开始做出重大的技术调整:不再像爱因斯坦那样把引力看成是弯曲时空的表现,而是直接在平坦时空引入引力场作为量子场,并提出双标架四维时空,即整体平坦坐标时空和局域平坦引力场时空。这一技术路线的选择,使得他开始“超越爱因斯坦提供的技术路线”。
  蝌蚪君:“从弯曲时空回到平坦时空是一个思想转变,但据我所知,所有在平坦时空上的引力量子理论都面临重整化的困难,您最近的文章如何解决这个问题?”
  吴岳良:“重整化的问题不一定是发散问题,有时候有限的物理量也需要重整化。若出现无穷发散进行重整化时,首先我们要做正规化,使得无穷发散积分很好地定义并具有物理意义。这些年我发展了一套自己的正规化方案,称作为圈正规化方法,这区别于量子场论中的维数正规化等方案。用我的这套正规化方法,可克服无穷发散问题,考虑标度不变引力量子场论存在基本质量标度,可用来解决引力量子化时的重整化问题。”
  蝌蚪君:“您选择平坦时空来量子化引力还有其他原因吗?”
  吴岳良:“时空是平坦的,那么能量守恒,动量守恒等这些守恒律都还在,如果时空是弯曲的,那么这些守恒律都不在了。”
  思想内核:用洛仑兹群作为规范群建立新的引力规范理论
  吴岳良认为,20世纪物理学的发展,以杨振宁为代表的物理学家建立的规范对称决定相互作用的思想是主流的物理思想。比如电磁力对应于U(1)对称,弱力差不多对应于SU(2)对称,而强力对应于 SU(3)对称。按照这一套来自规范场论的思路,吴岳良把引力也对应于一个场空间的对称性群,这个群同构与洛仑兹群SO(1,3)(蝌蚪君注:洛仑兹群本身体现了狭义相对论的思想精髓),但因为洛仑兹群是时空的对称性群,所以吴岳良以SP(1,3)来描述这个引力场空间的对称性群,把整体平坦坐标时空的对称性与局域平坦引力场时空的对称性区分开来成为吴岳良最近这篇论文的思想内核。
  蝌蚪君:“这种SP(1,3)的场空间对称性有没有通俗一点的解释?”
  吴岳良:“你看描述电子的方程是Dirac方程,这个方程的解有4个分量,是一个4分量旋量。这个4分量旋量就体现了这种SP(1,3)的场空间对称性。”
  蝌蚪君:“那您的理论中,引力场也具有这种SP(1,3)的场空间内禀对称性?”
  吴岳良:“是的。在我的这个理论中,实际上是把Dirac方程中的场进行了推广,Dirac方程一开始被解释为电子与正电子,自旋,实际上这体现了场空间的SP(1,3)对称性。但SP(1,3)对称性的内涵还可以更多,事实上,电磁力、弱力,强力以及引力都是其对称性群表示空间的矢量。“
  从云端回到地面:可以回到爱因斯坦的引力场方程
  吴岳良用规范场论的方法构造了传统的引力理论,并且对之进行了量子化,这个结果可以处理黑洞问题,也可以解释宇宙的起源。但这一过程的数学操作相当复杂,在对整个理论进行对称的局部化的时候,会引出一些新的场;在对称破缺的时候,又会产生一些新的场;在做规范固定的时候,又会引起新的场——据吴岳良院士介绍,这个场正是大家梦寐以求的引力场,而且这里面还体现了引力场的基本性质(在坐标系变换之下的广义协变性,只不过这个性质在吴岳良的理论中是被隐藏起来的,是一种隐藏的对称性)。
  蝌蚪君:“您的论文中提到您可以得到爱因斯坦的场方程,这就好像坐飞机可以从云端回到地面,请问您这个场方程与爱因斯坦原来的那个引力场方程的形式是一模一样的吗?您的理论是如何回到爱因斯坦引力方程?”
  吴岳良:“当然可以回到爱因斯坦引力方程,但我的理论中也考虑了引力场本身的能量动量张量。在低能近似下,我把引力场的能量动量张量与物质场的能量动量张量加起来,得到的总的结果等于零——你可以把物质场的这一项移项到方程的右边,就可以看出这其实就是爱因斯坦的引力场方程。因此,我可以说,爱因斯坦引力方程是我的理论的一个低能近似,当然在高能情况下我的理论比爱因斯坦引力方程多出很多东西,比如自旋与自旋的相互作用等。”
  应用到黑洞:霍金等人一直在争论的黑洞信息问题本身就是一个伪命题
  蝌蚪君:“您是在平坦时空上来做引力,必然会遇见一个问题,那就是黑洞附近的物理过程怎么处理?我们都知道黑洞附近的时空是弯曲的。”
  吴岳良:“对于黑洞这个问题,我与蔡荣根研究员讨论过很多次,我说你们搞相对论的到底怎么看这个黑洞,你们搞相对论的黑洞解,是一个数学上的解,并没有考虑真实的物质场之间的相互作用以及这些物质怎么引起黑洞的形成。”
  吴岳良对黑洞的一些基本问题有自己独到的看法。他认为传统的史瓦西黑洞、克尔黑洞等等都只是真空爱因斯坦场方程的一个精确解。因为是真空解,所以其实并没有考虑真实物质存在情况下的物理。
  吴岳良:“目前所得到的黑洞解是引力场本身引起的一个时空的效应,跟你的物质没有关系。”
  蝌蚪君:“物质都进去了,都在黑洞里面了……物质的信息进了黑洞都丢了,这就是现在霍金他们争论的黑洞信息的一些佯谬。
  吴岳良:“我不是这么看这个问题的。我们可以类比强作用中的胶子,胶子本身有相互作用,所以可以形成胶球。引力子自身之间也存在类似的自己跟自己的非线性相互作用,所以要我说,黑洞就是一个纯引力的'引力球'一类的东西。根本就没有考虑其他物质场与引力的耦合,也没有考虑物质与物质之间的相互作用。”
  蝌蚪君:“您这个是更物理的说法,但我们一般认为就是物质存在过,但后来都被黑洞吸走了,信息都丢了。”
  吴岳良:“你们这是自己给自己提一个问题。你们自己说信息丢了,然后再去找信息,我跟你说,你们这个黑洞本来就是一个真空解,本来就没有物质,你现在又要去找物质的信息干吗呢?”
  吴岳良认为,霍金等人一直在争论的黑洞信息问题本身就是一个伪命题。

  应用到宇宙学:标度不变性引入的标度场控制了宇宙的暴涨
  在任何一个完善的量子引力理论中,除了要解释黑洞的问题,还需要解释宇宙学的问题。对于宇宙学方面,吴岳良也有自己的看法。
  在吴岳良构造的描述整个宇宙演化的拉氏量中,可以看到很多项,这里每一项都表示一个场,这些场在一起控制了整个量子宇宙的演化。其中有一个保证理论标度不变而引入的标度场起到了十分重要的作用。
  蝌蚪君:“我们知道,量子宇宙学在时间上大约开始于宇宙大爆炸10的-43次方秒的时候,然后在10的-35次方秒的时候发生了强相互作用相变,到了10的-30次方秒的时候发生了暴涨,到10的-10次方秒的时候发生了弱电相变。那么在您的理论中,这些时间尺度是怎么出现的呢?”
  吴岳良:“在我的理论中有一个标度不变所要求的标度场,使得理论是无量纲的,可以把这个标度场在普朗克尺度取一个数值,然后在目前的宇宙尺度上取一个数值,就可以把这个标度场定下来,也就可以定出你说的那些时间刻度了。但一开始,我的理论是没有这些特征时间标度的,而是通过对称破缺引发的。”
  因此吴岳良的理论可以很好地解释宇宙的起源。
http://mt.sohu.com/20160127/n436059053.shtml
猎杀m1a2 发表于 2016-1-26 22:48
那个光圈是吸积盘,并非是有毛无毛那个问题。这些不是黑洞的ying毛。

是的,根据数值模拟,吸积盘弯 ...
史瓦西半径是牛顿万有引力的解。广义相对论场方程是偏微分方程,只有极端情况下才有解析解。当时研究广义相对论场方程的有两伙人,一伙是苏联人,一伙就是英国霍金这些人。首先是苏联人仗着数学功底好直接求解,搞砸了。霍金用解析几何的方法,在全数域内对广义相对论场方程解的分布进行分析,得到了一组广义相对论场方程有解的边界条件,这些条件就是“能量条件”,这就是绝大多数人都没么明白的,霍金对物理学的贡献。能量条件代入史瓦西半径的时候,会得到一组解,该解显示黑洞边界有能量散发,这就是所谓“霍金辐射”。

大旱湿人 发表于 2016-2-3 13:58
史瓦西半径是牛顿万有引力的解。广义相对论场方程是偏微分方程,只有极端情况下才有解析解。当时研究广义 ...


你弄错了吧,史瓦西半径是史瓦西度规的一个特例,史瓦西度规是史瓦西用爱因斯坦场方程解出来的。

牛顿万有引力解,也确实解出过黑洞,是拉普拉斯做的,但是这个黑洞和今天的黑洞不一样。拉普拉斯解得,当天体的质量到达一定程度时,所有从其表面发出的光线都将无法脱离其表面,恒久被固定在星球表面。这是关于黑洞一个最早的猜想,当然那个时候不叫黑洞。

苏联人在黑洞研究上最突出的贡献就是BKL奇点。
大旱湿人 发表于 2016-2-3 13:58
史瓦西半径是牛顿万有引力的解。广义相对论场方程是偏微分方程,只有极端情况下才有解析解。当时研究广义 ...


你弄错了吧,史瓦西半径是史瓦西度规的一个特例,史瓦西度规是史瓦西用爱因斯坦场方程解出来的。

牛顿万有引力解,也确实解出过黑洞,是拉普拉斯做的,但是这个黑洞和今天的黑洞不一样。拉普拉斯解得,当天体的质量到达一定程度时,所有从其表面发出的光线都将无法脱离其表面,恒久被固定在星球表面。这是关于黑洞一个最早的猜想,当然那个时候不叫黑洞。

苏联人在黑洞研究上最突出的贡献就是BKL奇点。
我是一只蚂蚁,我正从一个巨大的黑影里爬过
问下
黑洞是三维的还是二维的?
3维的话
根据质量守恒定律,黑洞吞噬的质量去那了,包括光?
对地球有无影响

larry0211 发表于 2016-1-26 18:15
对啊,既然被看到了,那就是有光发出来了,你怎么就说中间有个看不见的黑洞呢?比如我说太阳的中心其实也 ...


黑洞有其自有特征,观测黑洞很多是通过射电望远镜,它比常规天体辐射更多的x射线,科学是个很严谨的活,胡咧咧是不行的,当然很多是理论
larry0211 发表于 2016-1-26 18:15
对啊,既然被看到了,那就是有光发出来了,你怎么就说中间有个看不见的黑洞呢?比如我说太阳的中心其实也 ...


黑洞有其自有特征,观测黑洞很多是通过射电望远镜,它比常规天体辐射更多的x射线,科学是个很严谨的活,胡咧咧是不行的,当然很多是理论
不管有更多的X射线还是gama射线,你还是只是根据自己的理论和计算得出的结论,并没有亲眼证实的。比如太阳是圆的,这才是最近几年有卫星绕道地球看的方向的背面同时看,才真正证实太阳是圆的。
比如恐龙分鸟臀类和蜥臀类,最后是蜥臀类的兽脚类进化成了鸟,而鸟臀类的鸟脚类却没有。那不就要问了,为啥都这么鸟了却被蜥呀兽呀的给鸟了?其实就是这么一说,一个形象的比喻,并不是真的是鸟屁股鸟脚丫子。黑洞也是,能产生X射线或者伽马射线的我们就叫黑洞,说是这么这么一个东西,也许只是类似,并不是真的是我们人类定义的黑洞。理论计算,理论计算还有混沌了,要真能算那经济怎么算不好呀?