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科学家发现旋转速度达到理论极限的黑洞


http://www.sina.com.cn 2006年11月20日 08:33 新浪科技
科技时代_科学家发现旋转速度达到理论极限的黑洞
黑洞
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  新浪科技讯 据美国太空新闻网11月17日报道,在爱因斯坦的广义相对论中,宇宙中存在黑洞很可能是最为令人着迷的一个预测。美国的天文学家们最近宣布,他们发现了一个非常奇异的黑洞,该黑洞的旋转速度每秒钟高达950次,已经达到了天体自转的极限速度。

  在11月17日出版的《天体物理学》杂志上,美国天体物理研究中心(CFA)领导的一个科研小组公布了他们的这项最近发现。该研究小组是由来自美国天体物理研究中心、哈佛大
学、加利福尼亚大学以及德国天体物理研究所的专家组成的。科学家们通过卫星提供的数据发现,一个编号为GRS1915+105黑洞旋转速度非常快,每秒钟高达950次,这已经达到了物理学家们普遍预测的自转极限。

  美国天体物理研究中心负责人杰弗瑞-麦克林托克说,“通过美国航空航天局提供的卫星数据,我们获得了三个黑洞旋转时的精确速度。最让人激动的是,一个编号为 GRS1915+105的黑洞,它在旋转时的速度已经达到理论极限速度的82%至100%。这一新发现将有助于解释为什么黑洞会喷射气体、粒子流以及引起伽马射线等。在天文学界,人们通常用两个指标来界定一个黑洞,那就是黑洞质量和旋转速度。尽管天文学家们此前已经成功地测量出了黑洞的质量,但要准确地测量它们旋转速度却要困难得多。事实上,在今年之前,天文学家们从来没有准确地测量过黑洞旋转的速度。”

  杰弗瑞-麦克林托克进一步解释说,黑洞在旋转时也会带动周围物质的旋转,这就会与周围静止物质形成一条分界线,这在天文学上被称作黑洞的“静止界限”。包括光线在内的物质越过静止界限后,并不会立即被黑洞吞食,而且围绕黑洞高速旋转,因而具有巨大的旋转能。再往里,当到达一定位置后,围绕黑洞旋转的所有物质都会被黑洞吞食。科学家们从那里往里面什么也看不见,这就形成了黑洞的“视界”。在静止界限与视界之间有“贮能区”或“能层”。天文学家们普遍认为,旋转黑洞有内外两个视界,中心奇点也会变为“奇异环”。

  黑洞靠强大的旋转引力也会不断地吸收周围星体的气体。在此过程中,气体开始脱离原本的运行方向并向黑洞偏离,由此形成“角动量”,也就是说黑洞可以由此源源不断地吸收能量。被改变方向的气体使黑洞周围逐渐形成一个个越来越大、被称作“加速区”的圆环。在“加速区”里,大量炽热气体绕着黑洞旋转。随着气体越吸越多,黑洞必须分流已有的“角动量”,以便为持续涌进的能量提供空间。打个比方说,就像一个巨大的水车,为了保持旋转,它必须在装入水的同时释放出等量的水。黑洞也是如此,它必须在吸收角动量的同时释放出同等的能量。(小顺)

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