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并非所有理论都能解释黑洞M87 *

正如德国天文学家卡尔·施瓦茨希尔德(Karl Schwarzschild)首次指出的那样,黑洞由于其非凡的质量集中而使时空弯曲到极致,并加热了附近的物质,使其开始发光。

新西兰物理学家罗伊·克尔(Roy Kerr)表明,旋转可以改变黑洞的大小和周围环境的几何形状。黑洞的“边缘”被称为事件视界,即质量集中周围的边界,超过该边界,光和物质将无法逃逸,并使黑洞不可见。理论上预言,黑洞可以用一些特性来描述:质量、自旋和各种可能的电荷。

并非所有理论都能解释黑洞M87 *

上图:所有这些黑洞都投下大小可区分的暗影,但只有属于灰色带的暗影与 M87*的 2017 EHT 测量值兼容,在此图像中,底部以红色表示的阴影太小,无法成为 M87*的可行模型。

并非所有理论都能解释黑洞M87 *

上图:所有这些黑洞都投下大小可区分的暗影,但只有属于灰色带的暗影与 M87*的 2017 EHT 测量值兼容,在此图像中,底部以红色表示的阴影太小,无法成为 M87*的可行模型。

法兰克福歌德大学理论物理研究所的物理学家Prashant Kocherlakota博士和卢西亚诺·雷佐拉(Luciano Rezzolla)教授现在首次研究了不同的理论如何与银河系Messier 87中心黑洞M87 *的观测数据相吻合。M87 *的图像是由国际事件地平线望远镜(EHT)合作于2019年拍摄的,是2015年测量引力波后首次发现黑洞实际存在的实验证据。

并非所有理论都能解释黑洞M87 *

这些研究的结果:来自M87 *的数据与基于爱因斯坦的理论非常吻合,并且在一定程度上与基于弦理论非常吻合。Prashant Kocherlakota博士解释说:“借助EHT合作记录的数据,我们现在可以用黑洞图像测试不同的物理理论。目前,当描述M87 *的阴影尺寸时,我们不能拒绝这些理论,但是我们的计算限制了这些黑洞模型的有效范围。”

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卢西亚诺·雷佐拉(Luciano Rezzolla)教授说:“黑洞思想对我们理论物理学家而言,是关注和灵感的源泉。尽管科学界对黑洞的某些认识(例如事件视界或奇点)存在分歧,我们似乎总是渴望在其他理论中找到新的黑洞解决方案。因此,获得像我们这样的结果是非常重要的,它决定了什么是合理的,什么是不合理的。这是重要的第一步,随着新的观察结果的提出,我们的限制将得到改善。”

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在“事件地平线望远镜”合作中,来自世界各地的望远镜相互连接,形成了一个虚拟的巨型望远镜,其盘形物与地球本身一样大。这台望远镜的精确度非常高,这样精度可以满足从柏林的一家街头咖啡店里读到纽约的报纸。

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