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科學家在實驗室中模擬黑洞進行研究,顛覆了我們以往對黑洞了解的一切

黑洞是時空的區域,它們具有強大的引力場,可以防止任何東西逃逸,包括光和輻射。

正如新聞周刊所解釋的那樣,這使得他們很難進行研究,並迫使科學家們依靠實驗室模型來收集新的數據。

在其中一個實驗中,新墨西哥州阿爾伯克基桑迪亞國家實驗室的研究人員創造了一種等離子體,類似於帶電氣體,發現黑洞周圍設施的Z機。他們得到了一個驚人的發現,矛盾長期存在,卻從未證實假設的x射線環繞黑洞。

正如第一作者GuillaumeLoisel在一份聲明中所解釋的那樣,黑洞的排放不能直接觀察到。

相反,「在黑洞被黑洞吞噬之前,我們看到了周圍物質的排放,」他說。

「周圍的物質被強迫形成一個圓盤形狀,稱為吸積盤。」

這些吸積盤在x射線光譜中輻射,正如美國國家航空航天局的物理學家TimKallman告訴新聞周刊,它們包含了大量的信息。

「它們可以有很多形狀,」他解釋道,「它們在光譜的不同部分有起伏和擺動。」

通過解釋這些隆起和擺動,研究人員可以確定吸積盤包含多少氣體,它有多熱,有多少不同的元素,等等。

研究結果可能使20年的科學研究無效。

有一種理論經受住了時間的考驗,儘管從未被證實,這一理論被稱為「共振螺旋破壞假設」。這個假設是通過假設一個黑洞強大的引力和輻射阻止被激發的鐵電子通過發射光子回到低狀態,從而解決了吸積盤上的光子的缺乏。

據新聞周刊報道,在過去的5年里,Loisel和他的同事們用Z機器把這個假設放在了測試中。

強大的x射線掃描儀使他們能夠在黑洞周圍重現能量,並將能量應用到物質上。Kallman說,本質上,他們比以往任何時候都更接近於重建一個真正的黑洞周圍的條件。

桑迪亞研究人員將黑洞周圍的x射線能量應用到微小的硅碎片上,以觀察他們是否能看到這種螺旋效應。儘管他們精確地重現了黑洞周圍的條件和溫度,但是他們沒有發現任何關於光子的證據。

「如果共振螺旋破壞是一個因素,它應該在我們的實驗中發生,因為我們有相同的條件,相同的柱密度,相同的溫度。

我們的研究結果表明,如果光子不在那裡,那麼離子也必須不在那裡。」Loisel對新聞周刊說。

雖然他補充說,現在還不能完全消除這種螺旋效應,但他說,他們的發現「挑戰模型,用來推測黑洞吞噬其伴星的速度有多快」,並可能使「過去20年里發表的許多科學論文失效」。


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