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【天文新發現】黑洞,毀滅者vs.創造者

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假想圖:黑洞噴射導致大量恆星誕生。(Image courtesy of ESO)

黑洞可以吸進周圍的任何物體,從邏輯上講應當是星體的毀滅者,但不久前,研究人員在銀河系中心黑洞附近發現了大量與黑洞和平共處的星體,天文學家甚至得出驚人的結論:黑洞可能是其宿主星系的建造者。

期以來,科學家一直認為黑洞是宇宙中德大質量星體的最後歸宿。黑洞質量是如此之大,它產生的引力場是如此之強,以至於任何物質和輻射都無法逃逸,就連光也逃逸不出來,故名為黑洞。黑洞周圍的物質就像掉進了漩渦一樣,快速地被吸進了漩渦中心──黑洞。

由於黑洞中的光無法逃逸,所以我們無法直接觀測到黑洞。然而,可以通過測量它對周圍天體的作用和影響來間接觀測或推測到它的存在。比如說,恆星在被吸入黑洞時會在黑洞周圍形成吸積氣盤,盤中氣體劇烈摩擦,強烈發熱,而發出X射線。

通常,超級黑洞位於大型星系的中心。在我們的銀河系中心也有一個黑洞,不過它處於休眠或者「絕食」的狀態;而其他大型星系中的黑洞往往十分活躍:不斷的吞吃著周圍的星體和物質。

毀滅者還是創造者?

由於黑洞可以吸進它周圍的任何物體,因此對周圍星體來講它是個極大的威脅。黑洞從邏輯上講應當是星體的毀滅者,與新星體的產生似乎毫不相干。直到不久前,研究人員在銀河系中心黑洞附近發現了大量與黑洞和平共處的星體,從而使科學家們對黑洞的認識發生了改變。

最近,天文觀測結果使天文學家們得出了一個更驚人的結論:黑洞可能是其宿主星系的建造者。

據歐洲南方天文臺網站新聞二零零九年十一月三十日報導,一個獨立存在的大質量黑洞正在激發新星的產生,其星體生成速度要比銀河系恆星平均生成速度快一百倍。這個黑洞因此被認為正在建造自己所屬的星系。

天文學家埃爾巴斯(David Elbaz)近日舉行了新聞發布會,他說:「我們的研究表明,特大質量的黑洞能引發眾多恆星的誕生,從而建造它們自己的宿主星系。」如果是這樣的話,通常大質量黑洞所在的星系會有更多的恆星就不難理解了。

科學家們曾經推測,星系中心的黑洞質量大約是星系質量的七百分之一。如果黑洞僅僅是毀滅者,就無法解釋大的黑洞反而擁有更大星系的現象了。


黑洞可以吸進周圍的任何物體,從邏輯上講應當是星體的毀滅者,但不久前,研究人員在銀河系中心黑洞附近發現了大量與黑洞和平共處的星體,天文學家甚至得出驚人的結論:黑洞可能是其宿主星系的建造者。

來自反常發現的驚人結論

標號HE0450-2958的類星體距地球五十億光年,由一個超大黑洞提供能量。類星體是宇宙中最明亮和距離地球最遠的一類天體。類星體直徑只有星系的百萬分之一到十萬分之一,但釋放出的能量卻是一般星系的千倍以上。

類星體通常與中央存在巨大黑洞的宿主星系相伴出現。但是,HE0450-2958似乎沒有被星系環繞著,這令天文學家迷惑不解。他們認為也許是塵埃使得這個類星體周圍的星系變得模糊。

為了揭開謎團,天文學家使用了歐洲南方天文臺的超大望遠鏡,用光譜的中紅外區進行觀察。但他們並沒有看到塵埃,因此證實類星體HE0450-2958的確是獨立的星體。

埃爾巴斯研究小組沒有發現這個類星體周圍的星系,卻發現黑洞正在利用它的能量和物質摧毀它的鄰近星體。而這種噴射卻導致了大量恆星的誕生:在伴星系區域裡每年有三百五十顆新的恆星誕生。類星體和它的相伴星系相距二點二萬光年,目前兩者正以每小時幾萬公里的速度彼此靠近,相信它們最終將匯合在一起。

黑洞,進入另外空間的隧道?

由於無法直接觀測,對於黑洞的諸多理解其實都處於猜測階段。還有科學家認為黑洞可能並非是推測中的大質量天體,而根本就是一個進入另外空間的隧道。

倘若如此,那麼我們這邊宇宙中的物質可以進入其中,而那邊的物質也可以過來。這樣就不難理解黑洞既是毀滅者,又是創造者的雙重角色了。

現代物理理論中有「蟲洞」這樣一個概念。如果把我們的宇宙想像成一張網,「蟲洞」就是把這張網與另外一張網相連接的咽喉。另外一張網其實就是另外的宇宙,那邊也有星系、恆星和行星等天體。

法國科學家達墨(Thibault Damour)和德國科學家所羅杜琴(Sergey Solodukhin)研究了「蟲洞」可能具備的性質,結果發現如果「蟲洞」存在,它們的表現形式與黑洞幾乎一模一樣。他們還認為蟲洞的形成過程和黑洞相似,都可以由恆星的塌縮來實現。

而蟲洞理論可以解釋許多黑洞不能解釋的問題,其中之一是黑洞吞噬物質後信息的去向。由於在蟲洞世界裡物質並非有去無回,也就不涉及信息丟失的問題。

蟲洞的存在會改變周圍時空的結構,這與黑洞是一樣的。換句話講,當我們發現宇宙中的類似漩渦結構時,或許那是個黑洞,但也許那就是個通往另外宇宙的「蟲洞」。如果黑洞真的是個「洞」,那人類對宇宙的認識將發生劃時代的變化。

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