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地理學家在銀河系中間超大品質黑洞外發明了一些熱門，它們的行動讓咱們更近間隔地看到了那個充滿暴力的環境。迷信家們第一次在銀河系中間的黑洞四周發明了晃動物體。丈量成果註解，這類物資可以或許由等離子體團組成，並且正在物理定律允許的最內層軌道鄰近扭轉。假如真是如斯，地理學家們就有機遇察看黑洞四周的「遊樂場鏡像（funhouse-mirrored）時空」。隨著光陰推移，額定察看將會註解那些已知的物理定律是否真的描述了邊沿時空崩潰環境。地理學家曾經知道銀河系有一個黑洞，重約400萬個太陽。從地球上看，這個黑洞是人馬座中一個密集、微小的物體，從紐約望去，它在天地面的大小只要洛杉磯草莓種子那末大。當星際氣體扭轉進入黑洞時，它會發光。在地理圖象中，一個強勁的紅外光標記出銀河系的暗心，地理學家稱之為人馬座A*(念作「A星」)。
博科園-迷信科普：15年來研討人員不停在察看這一點，並想知道其中緣故原由。有時它會在紅外光下亮度增強30倍，然後在幾分鐘內消退。如今德國加興的馬普外層空間物理研討所的一個研討小組不僅以驚人精度丈量了這個微塵的亮度，還丈量了它的地位。發明當它爆炸時，它也會順時針沿著一個小圓圈在天地面挪動。哈佛-史密森天體物理中間的地理學家謝普·德爾曼(Shep Doeleman)說：清楚地看到了一些變化，但那到底是什麼，今朝還不完全清楚。團隊覺得這類擺動可以或許來自「熱門」，磁加熱的等離子體以靠近光速三分之一的速率在黑洞張開的大洞上方繞軌道扭轉。當熱門盤旋時，黑洞的巨大引力將時空自己歪曲成一個透鏡，就像宇宙中閃耀的燈塔，也像銀河探照燈光束。
地理學家在銀河系中間超大品質黑洞的最內層軌道外發明了一些事物。圖片：Olena Shmahalo/Quanta Magazine這個設法主意最早於2005年由A·布羅德里克（A.Broderick）提出，他如今在加拿大圓周實踐物理研討所和滑鐵盧大學與哈佛大學艾維·勞埃伯（Avi Loeb）共同研討黑洞為何會閃耀。加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)歐洲研討小組的長期競爭對手、地理學家安德里亞·蓋茲(Andrea Ghez)補充說：彷佛得到了一些真正使人高興的器械。假如這些扭轉耀斑是由布羅德里克和勞埃伯設想的熱門引起，那末額定的耀斑將有助於揭示黑洞的「自旋」，即黑洞扭轉的丈量值。這也為在黑洞口曲折時地面戳穿愛因斯坦的廣義相對論供給了新途徑。布羅德里克說：偶爾出現的準確彌補了我在黑板上撓頭的次數，這便是為何成為一名迷信家如斯風趣的緣故原由。
位於智利塞羅帕拉納爾的超大千里鏡陣列上的4個千里鏡收回的光可以或許組合在一起，實際上便是一個巨大的千里鏡。圖片：ESO1、GRAVITY
自上世紀90年代以來，加州大學洛杉磯分校的蓋茲（GHEZ）小組和由德國加興馬普外層空間物理研討所(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)萊因哈德·根策爾（Reinhard Genzel）主管的歐洲團隊，不停在應用更加精確的技巧來辦理銀河系中間四周恒星的軌道成績。今年夏天，根策爾的團隊發表了一項關於廣義相對論若何影響一顆經過黑洞鄰近恒星的光的丈量數據；蓋茲團隊的一篇類似論文今朝正在審查中，從實驗開始在超大品質黑洞鄰近探索引力若何事情的能力來看，這是一個了不起的時刻。自去年以來，歐洲團隊曾經擁有了奇特的四架巨型千里鏡，並在引力的項目中引用了它。
在一個夜晚，歐洲南方地理台(European Southern Observatory)在Cerro Paranal架設了4台8米高的千里鏡，俯瞰著智利的阿塔卡馬沙漠(Atacama desert)。GRAVITY利用干預術的技巧，將多個千里鏡的觀測成果被結合在一起，從而發生人造圖象，而這些圖象只要非常龐大的真實千里鏡才能製作出來。要在紅外線波長（靠近人眼能感知的波長)中做到這一點，必要實時混雜光芒，以避免丟失症結信息。加興馬普物理學家和GRAVITY的主管者弗蘭克·艾森豪爾（Frank Eisenhauer）說：7月22日當人馬座A *爆發，每個千里鏡所網路的光芒都穿過一個Rube Goldberg式的鏡子和光纜，這些鏡子和光纜追蹤出一條總長度不超過頭髮寬度1/1000的路徑。
在一個3噸重的光學技巧冷凍工具箱里，這些光波混雜在一起，它們的波峰和波谷合併和抵消，發生不可思議的脆性地位丈量。盡管如斯，GRAVITY仍然沒有足夠高的分辨率來拍攝它所看到的三個耀斑。但它對天地面強勁的微點丈量，將縮小導致射手座閃耀的緣故原由的選擇範圍。假如能近間隔觀看它們，這些耀斑可以或許是從黑洞向外發射的熱等離子體塊，它們由磁場聚焦並發射出去的物資放射而成。又或許，它們可以或許是在大飛盤中流出的熱氣團（或許其餘圓盤結構，好比旋臂），而後流入黑洞。在所有環境中，光的閃耀和變暗將來自物資自己的灼熱冷卻。布羅德里克和勞埃伯設法主意也涉及到被熱摧毀的等離子體團。等離子體會在黑洞鄰近構成，就像太陽耀斑同樣。
在太陽表面上，荊棘狀的磁場相互纏繞在一起，當磁場突然構成新形狀時，就會放射出灼熱的等離子體。類似的事情也可以或許發生在黑洞四周的氣體中，黑洞也擁有強大的糾纏不清的磁場。在這類環境下，亮度調節不是由雀斑團自己控制，而是由雀斑團的軌道決議。當它在一個巨大的黑洞中快速扭轉時，廣義相對論預測的歪曲時空會將熱門光聚焦到一束光中。當光束掃過地球時，咱們可以或許丈量黑洞的閃耀程度。布羅德里克說：黑洞就像燈塔的鏡片，當它在咱們四周轉動時，它會向咱們收回閃光。假如放射物引起了黑洞閃耀，這類活動將是線性的，因為小團物會向外挪動並冷卻。假如是黑洞四周圓盤上的團塊造成的，活動就不會朝著任何特定的一致方向進行。但該研討小組覺得，圓周活動支持軌道熱門。
波恩馬普射電地理學研討所的天體物理學家岡瑟·維澤爾(Gunther Witzel)說：有一個特別的事實讓我傾向於信任這個成果。GRAVITY還發明，耀斑在極化過程中挪動收回的光，遵循與軌道活動雷同的粗略光陰尺度，熱門收回的光將被極化，當光斑穿過曲折時空時，它的偏振會在全部軌道上歪曲。對於天體物理學家來說，這類在奇特環境下對等離子體的任何一個小動作都很風趣。慕尼黑路德維希馬克西米利安大學(Ludwig Maximilian University)的宇宙學家尼科哈馬斯(Nico Hamaus)說：咱們面對著一個完全陌生的新環境，這便是為何人們對正在發生的事情有如斯模糊的設法主意。不過，如今實踐家們盼望這些熱門地區可以或許讓人們對愛因斯坦的引力實踐發生激烈的疑問。
2、探知視界
假定咱們將去黑洞旅行，當你靠近黑洞時，一般而言你有一次轉頭的機遇——黑洞邊沿視界。但也許你轉頭的時機將更早——天體物理學家稱之為最內部穩定的圓形軌道(ISCO)。在星系中間黑洞四周的熱門彷佛在這個邊界之外軌道上運轉。這類軌道的存在是牛頓和愛因斯坦引力實踐的一個症結區別。在牛頓引力實踐中，只要你不斷提高速率，就可以或許隨心所欲地繞著物體扭轉。但在愛因斯坦看來，扭轉能量必要更多引力。在一定的間隔範圍內，跑得更快只會加速你的墮落。假如黑洞是器械消散的排水溝的話，這個最內部的圓形軌道就像是水槽。環抱著邊沿飛行的光源是大自然母親給與咱們的禮物，黑洞的品質和扭轉速率決議了ISCO的地位，和一個熱門在給定半徑內軌道得運轉光陰。
廣義相對論覺得，除了品質和自旋外，沒有其餘身分決議物體若何環抱天體物理黑洞運轉。蓋茲和根策爾曾經確定了黑洞的品質。雖然他們還不能計算出它的自旋，但隨後的耀斑，尤其是較亮的耀斑，應該有助於確定它的地位。黑洞的自旋會拖曳四周空間，改變鄰近物體進入軌道所需的光陰。當GRAVITY建立了一個耀斑目錄，探測它們以分歧半徑繞黑洞運轉的軌道必要多長光陰，迷信家們將可以或許推斷出黑洞自旋是什麼。當然這是假定廣義相對論是準確的環境下所做的推斷，黑洞四周物體的軌道完全由黑洞的品質和自旋決議。假如存在影響這些軌道的其餘身分，這可以或許暗示著愛因斯坦的實踐必要調整。
德國加興馬普外層空間物理研討所(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)天體物理學家萊因哈德·根策爾應用超大千里鏡陣列中的四個千里鏡來研討銀河系中間黑洞的四周地區。圖片：Max Plank Institute for Physics除此之外還有一個更使人高興的機遇即將到來，來自於視界千里鏡或許EHT，正在努力辦理銀河系中間黑洞四周時空成績。EHT團隊今朝正在研討他們的數據，盼望在2019年的某個時候發布。EHT也通過干預丈量來抑制其不可以或許的清晰視覺。然則它在無線電波下事情，比紅外發射引力線長一千倍。它的組成部分覆蓋全部世界，而不僅僅是智利的一個山頂。當地球扭轉時，這些地理台掃過的空間，將會網路更多的信息。在耀斑期間GRAVITY以驚人的精度——每30秒丈量一次黑洞的地位，而EHT的目標則分歧：環抱在黑洞邊沿ISCO內部無線電波曲折的長暴光圖象。
EHT的主管、哈佛大學的德爾曼(Doeleman)說：然則GRAVITY發明的像熱門同樣的擺動供給了一個新機遇，假如這些事件經常發生，而且看起來確實如斯，那對每個人來說都是好消息。假如振動也發生在無線電波長，EHT可以或許跟蹤它們的微小挪動地位。假如他們信任圍繞黑洞的器械在過去的察看——好比，在過去和引力看著雷同的耀斑在同一個晚上消散，團隊可以或許打破他們的長光陰暴光成連續的幀，用數學模型來發生一個實際電影圍繞的熱門。德爾曼說：咱們可以或許用互補的方式，用分歧的儀器測試同樣的器械，這才是真正的迷信。
博科園-迷信科普｜參考期刊文獻:《地理與天體物理》文：Joshua Sokol/Quanta magazine/Quanta Newsletter論文pdf：aanda.org/articles/aa/pdf/2018/10/aa34294-18.pdf博科園-傳遞宇宙迷信之美