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即將被黑洞吞噬的物質為何會「顫抖」
2024-05-03 22:52:35 *
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作者 主題: 即將被黑洞吞噬的物質為何會「顫抖」  (閱讀 1390 次)
peter
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« 於: 2016-07-14 23:42:56 »

http://www.cnbeta.com/articles/519927.htm


据英国《每日邮报》报道,当在宇宙中不断游走的物质不幸跌入黑洞的时候,那股大自然里最奇妙的巨力会撕扯着将它加热至数百万摄氏度,然后将它拉入无尽的黑暗,让它迷失其中。但在被黑洞彻底吞噬之前,它们往往会先向外发出一些X射线,这些X射线在消亡前会以非常非常快的速度闪烁着向远方扩散。而这神秘的闪烁现象的背后原因,则是困扰了天文家们许多年的难题。

然而日前,天文学家们通过NASA天文望远镜得到了一些新的观测结果,帮助解释了这一闪烁现象的机理:当物质被黑洞逮到被吞噬的时候,这些围绕着黑洞不断运动的物质会“颤抖”。
研究者们发现,这些物质之所以“颤抖”是受黑洞中心区域的热等离子移动的影响而产生的。

这些等离子会照亮那些不幸跌入黑洞的物体,让它们释放出X射线。但由于受到爱因斯坦广义相对论效应的影响,这些等离子体会不断地改变其运动方向,并影响到被照射到的物体所释放出的X射线的波长,从而产生了我们所熟悉的“闪烁”现象。

历史上,当人类第一次观测到黑洞附近物质的闪烁现象时,他们把这一神秘现象称之为“准周期振荡”(QPO)。

“这一发现很快就引起了圈内人士的强烈关注,因为它同黑洞的关系密不可分。”荷兰阿姆斯特丹大学从事准周期振荡研究的亚当·英格拉姆博士(Dr Adam Ingram)这样说道。研究者们此前认为,这一闪烁现象的成因是跌入黑洞的物质受一个名为兰斯-蒂林效应(由爱因斯坦广义相对论推导而出)的影响而产生的。

兰斯-蒂林效应认为,处于转动状态的质量会对其周围的时空产生拖拽的现象,而这一理论后来在绕地球轨道上被成功验证。

英格拉姆博士表示:“它就像是你拿着调羹在一碗蜂蜜里搅动,然后把碗里的蜂蜜想象成是空间,所以任何在这个蜂蜜空间中的物体都会被调羹带动着被拖拽。”

“在现实世界中,这意味着任何一个绕旋转物体运动的物体都会受其旋转效应的影响。”

然而,地球上的兰斯-蒂林效应实在是太小了,以致于它只会让受其影响的物体走一个“岁差周期”——一个运动轨道回到正常状态下所需经历的时间——每个“岁差周期”约为3300万年。欧洲所发射的“织女星号”火箭在2012年成功测量到了这一效应。

但由于黑洞附近超强引力的存在,它让兰斯-蒂林效应变得前所未有的强大,这意味着每个“岁差周期”如今只需要几秒钟或是更少的时间就能完成,这就产生了我们在那些闪烁物体上常用肉眼就能观测到的周期波动现象。

“我们投入了大量的时间,试图去寻找能作证这一理论的蛛丝马迹。” 英格拉姆博士这样说道。

而研究者们现在所提出的这个理论——黑洞极其中心区域的热等离子流,也被称之为“内流”(inner flow)会照射到落入黑洞的物体上,并造成后者释放出X射线——也是证实了兰斯-蒂林效应的正确性。

这些热“内流”的规模在几周或是几个月后,就会逐渐缩小直至被黑洞完全吞没。

因为这些围绕着黑洞物体一直处于旋转的状态,所以它们所释放出的X射线都会受到多普勒效应的影响。

多普勒效应描述了那些向我们迎头驶来或是远离的物体,它们的波长会被压缩或是拉长,就也是为什么救护车在向你靠近或是远离时,你所听到的鸣笛声会不一样。

当绕黑洞运动的物体在靠近我们的那端运动时,它所释放出的X射线会被压缩,也就是所谓的“蓝移”现象,当它们在远离端运动时,所释放出的X射线会被拉伸,也就是所谓的“红移”现象。

若是“内流”在兰斯-蒂林效应的影响下会按岁差前进的话,当它有时照在物体上时,就会让物体产生“闪烁”的现象。这些内流规模越小,它离黑洞核心的距离就会越近,而兰斯-蒂林岁差周期就会越短。




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https://read01.com/N6jNzE.html

即將被黑洞吞噬的物質為何會「顫抖」



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https://astronomynow.com/2016/07/14/gravitational-vortex-provides-new-way-to-study-matter-close-to-a-black-hole/


This artist’s impression depicts the accretion disc surrounding a black hole,


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http://www.twword.com/wiki/%E5%8F%83%E8%80%83%E7%B3%BB%E6%8B%96%E6%8B%BD
蘭斯-蒂林效應
愛因斯坦的廣義相對論預言了處於轉動狀態的質量會對其周圍的時空產生拖拽的現象,這種現象被稱作參考系拖拽(英文:Frame-dragging)或慣性系拖拽(英文:Inertial frame dragging)。因轉動而產生的參考系拖拽的相應理論最早由澳大利亞物理學家約瑟夫·蘭斯(Joseph Lense)和漢斯·蒂林(Hans Thirring)於1918年通過廣義相對論推導出,因此參考系拖拽也常常被叫做蘭斯-蒂林效應(英文:Lense-Thirring Effect)。蘭斯和蒂林預言物體的轉動會導致其周圍時空參考系的改變,從而使周圍物體的位置和牛頓力學下的經典結果產生偏差。不過理論預言這種偏差將非常之小,大約只有幾萬億分之一。想要在實驗中觀測到這種現象,需要對大質量的旋轉物體(例如行星或恆星)使用高靈敏度的儀器進行探測,例如圍繞地球公轉的人造衛星軌道會因地球自轉而產生細微的變化。更一般的,這種由加速質量而產生的引力場變化可以歸結到引力磁學的研究領域。


https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8B%95%E5%9C%88
動圈是在旋轉黑洞外面的區域。它的名稱源自希臘的ergon這個字  。它得到這個名稱是因為從理論上說,可以從這個區域提取黑洞的能量和質量。動圈有著扁球體的形狀,在赤道有著較大的半徑範圍,並且在兩極接觸到旋轉黑洞的事件視界。動圈的赤道半徑(最大半徑)相當於不旋轉黑洞的史瓦西半徑;如果黑洞達到轉速的極限時,極半徑(最小半徑)將小到只有史瓦西半徑的一半


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