物理学家目前正在经历一个关于黑洞新知识的黄金时代。 自 2015 年以来，研究人员已经能够使用 带有激光干涉仪的引力波天文台 (LIGO), 而天文台如 视界望远镜 (EHT), 得到第一张图片 黑洞的影子. 今年也不例外，新的一批令人兴奋和独特的结果扩展了我们对黑洞的认识。 在这里，我们来看看 2020 年一些最令人印象深刻的发现。
诺贝尔物理学奖因黑洞获得
仿佛要证实2020年是黑洞研究年，科学的主要成果是 诺贝尔奖 - 于 月授予三位物理学家，他们的作品揭示了这些神秘空间物体的生命。
英国牛津大学的 Roger Penrose 因“发现黑洞形成是对广义相对论的可靠预测”而获得了一半的奖金，而加州大学洛杉矶分校的 Andrea Guez 和波恩大学的 Reinhard Hansel瑞典皇家科学院在一份声明中说，德国马克斯·普朗克地外物理研究所分享了另一半“用于在我们银河系中心发现超大质量致密天体”。 Andrea Guez 是继 1903 年 Marie Curie、1963 年 Maria Heppert-Mayer 和 2018 年 Donna Strickland 之后第四位获得诺贝尔物理学奖的女性。
LIGO 观测到最大黑洞的坍缩
LIGO 及其欧洲同行 处女座 通过时空结构中的引力波观察黑洞，时空结构是大质量物体振荡时形成的。
这些设施已经取得了一些令人印象深刻的发现。 但在 85 月，该合作组织宣布发现了历史上最大的与黑洞的碰撞。 其中一个比太阳质量大66倍，一个比太阳质量大142倍，它们相撞时形成黑洞，黑洞的质量超过太阳质量次。 除了创造记录外，该发现还是首次发现中等质量黑洞的所谓“禁区”。 尽管天文学家已经看到了与我们的太阳大小相当的小黑洞，并且知道在星系中心存在质量数百万倍于太阳的巨大黑洞，但之前没有人在这个中等范围内发现黑洞的证据。 它们究竟是如何形成的仍然是科学家们现在试图解开的谜。
原始黑洞——它们有多大？
不久之后 大爆炸 宇宙充满了炽热和湍流的辐射。 在某些区域，能量密度足够大，理论上可以自行坍缩形成黑洞。
尽管物理学家仍然不知道这些是否存在 原始黑洞 (PCD)，最近他们一直在思考如果它们存在会发生什么。 包括去年 月发表的一篇论文在内的几篇论文表明，这些黑洞（其中一些黑洞比垂死恒星形成的黑洞还要小）可能构成暗物质，一种对整个宇宙产生引力影响的未知物质。 在接下来的几年里，正在进行实验以寻找 PCD，这将证实或否认它们的存在。
超大质量黑洞的存在是可能的
如果你把星系中心的巨大黑洞放大 11 倍会怎样？ 这就是研究人员在 月份的一篇论文中提出的建议，该论文讨论了“难以置信的大黑洞”的可能性（板坯).
这些物体的重量至少是太阳质量的 1 万亿倍，是目前已知最大黑洞的 10 倍，这个黑洞的质量为 66 亿太阳，称为 吨 618. 一些 SLAB 可能在早期宇宙中形成，创造了另一类原始黑洞，这意味着当我们的宇宙只有 380 万年时，我们可以在宇宙微波背景中看到它们的印记。 如果 SLAB 恰好在我们之间，其他人可以通过观察它们如何弯曲遥远恒星的光来检测。 这个概念仍然是假设的，但它正在引起越来越多的关注。
LIGO 探测到单向合并
LIGO 和 Virgo 仪器检测到的大多数黑洞对的质量大致相同。 但在 月，合作宣布它正在观看 最不对称的灾难.
在距我们约 2,4 亿光年的地方发生碰撞的物体的质量分别约为太阳的 8 倍和 30 倍。 这种意想不到的事件被认为是非常罕见的，以至于引力波装置在仅仅几年后就不会注意到它。 这一发现挑战了这些假设，并促使研究人员考虑分层合并的可能性，即一个黑洞与另一个黑洞碰撞，然后产生的残余物与另一个黑洞合并。
望远镜观察黑洞将恒星变成意大利面
当一个大质量物体在一定距离处接近黑洞时，那里存在的极端引力可以将物体撕成长条状物质，散落到各处。
这个过程，俗称 面条化，很少被观察到，因为大多数黑洞都被一团模糊的气体和尘埃云所包围。 但在 月，欧洲南方天文台的天文学家设法拍到了一张照片 星形面条化 使用甚大望远镜和新技术望远镜获得前所未有的细节。 这一事件，被称为 2019qiz，将使研究人员深入了解此类现象，并帮助他们更好地了解极端条件下的引力。
迄今为止发现的距离最近的黑洞
没有人愿意离黑洞太近。 幸运的是，五月份发现的宇宙吃豆人绕着一对伴星运行，这对伴星被称为 人力资源 6819, 与合作伙伴保持天文安全距离。
新的黑洞潜伏在距离地球 1000 光年的南天望远镜座中，比之前的记录保持者近三倍。 天文学家无法直接观察到黑洞本身，但可以根据它对系统中其他两个物体的引力影响来推断它的存在。 南半球的观察者可以通过查看星图并查看靠近孔雀座边界的望远镜星座，用肉眼看到 HR 6819 系统中的恒星。
黑洞可以是球形的
要形成黑洞，物质和能量必须坍缩成无限密度的微小点。 由于这种无穷大在物理上是不可能的，因此理论家长期以来一直在寻找解决这种奇怪结果的方法。
根据用亚原子振动弦代替所有粒子和力的弦理论，黑洞可能会变成更奇怪的东西——一堆基本弦，就像模糊的纱线。 月，一项研究表明，如果中子星（一种密度不足以形成黑洞的恒星残余物）中的原子实际上是一束弦，那么将这些弦压缩在一起实际上不会形成黑洞，而是毛茸茸的球——类似于前面提到的毛线球。 这个奇怪的想法尚未完全实现，但它是使用无穷大的可能替代方案之一。
危险的“裸”黑洞可能隐藏在宇宙中
根据物理学家的说法，每个黑洞都应该被所谓的 视界 - 一个界限，一旦跌倒，您将永远无法摆脱。 然而，自从首次假设黑洞以来，研究人员就质疑事件视界是否绝对必要。
没有它能有黑洞吗，所谓 “裸”黑洞？ 这可能很危险，因为在黑洞的事件视界内违反了已知的物理定律，而裸露的黑洞无法提供此屏障的保护。 虽然大多数理论家认为裸体是黑洞的禁忌，但 月的一篇论文称有一种方法可以确定。 诀窍是寻找由黑洞进食形成的吸积盘或气体和尘埃环的差异，这可以表明裸黑洞和正常黑洞之间的明显差异。
黑洞宝藏
对于黑洞科学家来说，今年的圣诞节来得早。 月，LIGO 观测界及其欧洲同行 Virgo 发布了一个大型新目录 几十个引力波信号，发现于 2019 年 月至 年 月期间。
这 39 起事件包括许多有趣的发现，例如一次巨大的黑洞合并导致了一个质量为 142 个太阳的残骸，一个质量比太阳还大的物体的极端单向事件，以及一个神秘的物体出现了要么是一个小黑洞，要么是一个大中子星。 研究人员对这些数据感到兴奋，这些数据表明这些物体平均每五天接收到一个新信号，并计划用它来更好地了解黑洞合并的行为和频率。
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