2021年十大黑洞新發(fā)現(xiàn)：霍金“黑洞面積定理”被證實(shí)！

　　黑洞研究領(lǐng)域一直在為我們提供一些令人震驚，同時(shí)又異常費(fèi)解的發(fā)現(xiàn)。在2021年里，科學(xué)家們又獲得了許多關(guān)于黑洞的新發(fā)現(xiàn)，這些具有巨大引力的神秘天體仍在不斷推進(jìn)我們對宇宙的理解，一起來看看吧！

　　旋轉(zhuǎn)速度最快的黑洞

　　即使是研究最深入的黑洞也會帶來驚喜。21年2月，物理學(xué)家們修正了對天鵝座X-1(Cygnus X-1)系統(tǒng)中黑洞性質(zhì)的估計(jì)，這也是有史以來第一個(gè)被證實(shí)存在的黑洞。天鵝座X-1系統(tǒng)的黑洞發(fā)現(xiàn)于近60年前，其質(zhì)量比之前認(rèn)為的要大50%，達(dá)到太陽質(zhì)量的21倍。而且，該黑洞的旋轉(zhuǎn)速度非常接近光速，創(chuàng)下了黑洞旋轉(zhuǎn)的新紀(jì)錄。天鵝座X-1距離地球約7200光年，是一個(gè)雙星系統(tǒng)，其另一成員是一顆藍(lán)色超巨星變星，正緩慢地被黑洞吞噬。對天鵝座X-1系統(tǒng)為研究人員了解這類過程提供了新的視角。

　　觀測并模擬面條化的恒星

　　當(dāng)一顆恒星太過靠近黑洞的邊緣時(shí)，引力會將它拉扯成長條狀，然后被黑洞吞噬。這個(gè)過程稱為“面條化”(spaghettification，又稱“意大利面化”)。當(dāng)恒星物質(zhì)因摩擦而升溫時(shí)，就會產(chǎn)生光，從而使天文學(xué)家得以捕捉到這一壯觀的現(xiàn)象。21年5月，研究人員首次發(fā)現(xiàn)一顆恒星被一個(gè)黑洞以這種方式撕碎并吞噬。該黑洞的質(zhì)量是太陽的3000萬倍，位于一個(gè)距離地球7.5億光年的星系中心。除了獲得有關(guān)“面條化”過程的重要數(shù)據(jù)外，這些觀測還幫助科學(xué)家們構(gòu)建了恒星被吞噬的場景。

　　LIGO證明了霍金是對的

　　21年6月，激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)的研究人員探測到兩個(gè)巨大黑洞合并成一個(gè)實(shí)體的過程，并分析了黑洞高速向彼此旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的時(shí)空漣漪——引力波。他們發(fā)現(xiàn)，最終形成的黑洞的表面積比原先兩個(gè)黑洞的表面積加起來還要大。這些發(fā)現(xiàn)不僅為天文學(xué)家提供了驚人的數(shù)據(jù)，還幫助證明了英國天體物理學(xué)家斯蒂芬·霍金于1971年提出的一個(gè)猜想——黑洞面積定理。該定理指出，黑洞的表面積永遠(yuǎn)不會隨著時(shí)間的推移而減少?；艚鹄脨垡蛩固沟膹V義相對論和他自己對熵的理解，推導(dǎo)出了這一定律。盡管新發(fā)現(xiàn)的結(jié)果對霍金來說是一個(gè)勝利，但卻讓物理學(xué)家們頭疼不已。根據(jù)量子力學(xué)，黑洞應(yīng)該能夠收縮和蒸發(fā)，這一點(diǎn)與霍金的定理并不兼容。如何協(xié)調(diào)二者的矛盾，物理學(xué)家們可能還有很長的路要走。