给黑洞称重有多难？天文学家称出100亿光年外黑洞体重

在2026年6月30日的时候, 卡内基天文台有位研究员叫安德鲁·纽曼, 他在《科学》杂志上公布了一项成果, 这项成果十分惊人, 借助韦布空间望远镜, 他所在的团队成功测量了一个黑洞的质量, 该黑洞位于星系MRG-M0138的中心, 处于“沉睡”状态, 其质量是太阳的60亿倍。而这是人类首次对处于如此遥远距离的休眠黑洞进行精确“称重”。

黑洞无法站上秤 科学家怎么测

黑洞恰似大象那般, 绝无可能温顺地站到秤上。不仅如此, 黑洞就连光线都无法逸出, 且又处于百亿光年之外, 在如此遥远的距离上去称量一个看不见的物体, 听闻起来仿若天方夜谭。然而科学家存有办法。

国家天文台的研究员苟利军进行了介绍, 当下主流的测量办法是, 借助观测围绕黑洞转动的天体的运行速度, 来推算中心质量, “就如同测量太阳质量时, 能够凭借测量围绕太阳转动的地球来推算一样。”然而要把这个方法运用到距离一百亿光年之外的地方, 操作起来极其困难, 原因是望远镜尚无法看清处于如此遥远星系中的单颗恒星的运动。

宇宙充当天然放大镜 引力透镜立功

这一回, 宇宙助了极大的一臂之力。苟利军作出阐释, MRG - M0138星系正好处于一个庞大星系团的后方位置, 星系团的引力好比一面放大镜, 将遥远星系的影像放大了大概29倍。这便是天文学范畴内的“引力透镜”效应。

“我们借助韦布望远镜的观测数据以及引力透镜效应, 才能够窥探黑洞的引力影响范围。”本次研究的领衔者安德鲁·纽曼在接受采访时讲, “凭借中心气体的运行速度, 我们就可以推算出中心黑洞的质量。”这等同于人类首次运用宇宙自身的“秤砣”去称量百亿光年之外的重大物体。

休眠黑洞更难探测 像完全隐没在黑暗

这次进行的“称重”存在着另外一个特别的方面, 在于此次的称重, 具体的目标是一个处于休眠状态的黑洞。在此之前, 人类仅仅是在距离较近的宇宙范围之内, 发现过数量极为稀少的、与此次同等规模大小的休眠黑洞。苟利军进行介绍时说道: “那些处于活跃状态的黑洞, 会发出强度很强的辐射信号, 就如同是一盏在宇宙之中的探照灯一般, 然而处于休眠状态的黑洞, 几乎不会发出任何形式的信号, 完全是隐匿在黑暗当中, 从而非常难以进行探测。”。

需留意的是, 在二零一五年人类头一回透过引力波探测到双黑洞合并以前, 人们对于黑洞究竟是怎样的模样基本上毫无所知。二零一九年四月, 全球好多地方共同发布了人类的首张黑洞照片。二零二零年, 诺贝尔物理学奖被授予给了三位从事黑洞研究的科学家。短短几年间, 天文学从“看不见”迈向了“称得出”。

从爱因斯坦到韦布望远镜 百年探索路

苟利军回顾称, 1915年的时候, 爱因斯坦提出了广义相对论, 而后几个月, 德国物理学家卡尔·史瓦西得到了非旋转黑洞的精确解, 这属于现代意义范畴内, 第一次针对黑洞所作的描述。到了20世纪60年代, 第一个旋转黑洞的精确解被探测到了, 同时第一个恒星级黑洞也被探测到了如此一来, 黑洞研究真正开始了。

苟利军说, 天文学是一门凭借观测来表明观点的学科, 因科学技术得以发展, 我们拥有了更优良的望远镜、愈发先进的卫星, 它们正助力我们去探寻一个更为广阔与更为神奇的宇宙, 从爱因斯坦的纸笔直至韦布望远镜的镜头, 这百年间的跨越本身便是人类好奇心所取得的胜利。

测量百亿光年外黑洞 跟普通人有什么关系

说出一百亿光年之外一个黑洞的重量, 这和普通的人会有啥关系呢? 苟利军宣称: “黑洞跟星系一块儿演化 , 它们二者之间有着精妙的联系 , 恰似生命体里基因与个体的那种关系。”探究一百一十亿光年前的黑洞 , 等同于去翻阅宇宙初期的“成长档案” , 会有助于明白如今所有星系是怎样一步步形成的。

研究团队正把这套测算方法运用到更多星系之上, 接下来要揭开的是, 超大质量黑洞怎样诞生的, 如何成长起来的, 以及它们如何如同宇宙的“推手”那般塑造整个星系的命运。天文学的意义从来都不只是仰头观望星空的那种浪漫——当一台望远镜跨越百亿光年“瞧见”一个处于沉睡状态黑洞的引力涟漪时, 在那一刻, 好奇心自身就是意义之所在。你认为下一次人类能够称量出多重的黑洞? 欢迎在评论区域留言进行讨论, 点个赞以便让更多人看到这篇探究宇宙的报道。

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