【科學家首次發現反物質圍繞黑洞旋轉秘密】

2019-01-31 20:37據外媒最新消息，科學家首次黑洞反物質秘密，在黑洞研究方面取得重大突破，在科學界引起了巨大轟動！到底是什麼情況？我們來看看！

據瞭解，科學家在通過望遠鏡觀測巨大黑洞時發現圍繞黑洞的噴流揭示了它們的反物質秘密！並通過首次對物質和反物質粒子在旋轉的黑洞中旋轉的模擬揭示了黑洞神秘噴流的起源！

科學家沸騰了！首次發現反物質圍繞黑洞旋轉秘密！，我們知道，噴流是宇宙天體附近噴射出的定向、狹長、高速物質流，噴流物質以接近光速的高速被拋射出太空，衝擊附近的空氣並加熱它們，我們可以用紅外射線望遠鏡觀測其產生的熾熱光芒，由於其產生的壯觀景象，所以它也被科學家稱為“宇宙火柱”。而黑洞噴流自然有異曲同工之妙，我們知道宇宙中很多星系的中心都存在巨大黑洞，這些黑洞無一例外都有著強大的撕扯力，迫使靠近它們的物體徹底粉碎並被吞噬，當周圍的天體物質落入黑洞時就會噴射出火焰般的噴流，進而產生壯觀的景象。

其實高能物質噴流在宇宙中很常見，儘管還沒有直接的證據證明它們是如何形成的，但是它們似乎有各種各樣的來源。在我們的星系中，許多中子星會產生這些噴射流，就像一些相對較小的黑洞，那些品質不比太陽大多少的黑洞在吸收物質的過程中一樣。天體物理學家認為，在其他星系中心的一些超大品質黑洞，其背後是綿延數千光年的壯觀噴流，比如圍繞著星系Messier 87的噴流。

在許多情況下，特別是對於小型黑洞，噴射流似乎包含一層薄霧狀的電子和它們的反物質對應物——正電子——以等離子體的形式高速流出。這些噴流一般在黑洞的磁極附近形成，在那裏扭曲的磁場形成的混沌能量被拋射向星際空間。科學家稱，這些扭曲的瘋狂磁場會帶走黑洞的一些能量和旋轉動量，同時產生更多的電子和正電子。

此次發現讓科學家向瞭解黑洞噴射流的動力學又邁進了一大步！並且科學家通過電腦類比首次計算出物質和反物質的粒子是如何圍繞旋轉黑洞旋轉的，這些電腦類比提供了黑洞如何以接近光速噴射物質的關鍵，研究小組的結果支持了先前提出的兩種為神秘粒子流提供動力的機制。

科學家興奮地稱，這是一種全新的模擬技術，它可以幫助科學家分析來自全球射電望遠鏡陣列的資料，而這些射電望遠鏡正在觀測銀河系中心的超大品質黑洞，這是黑洞研究的一個巨大里程碑。

在現有的黑洞行為模型中表明，粒子與反粒子對是在強烈的磁場和電場中產生的，這些磁場和電場在黑洞的視界附近旋轉，所謂的視界相當於一個引力界限，沒有任何東西可以在穿過視界後逃逸，隨後被黑洞毫不留情地吞噬。

過去，對黑洞動力學的三維類比是將電子和正電子構成的等離子體模擬成一個連續體。但是在這項研究中，科學家在他們的模擬中加入了單個粒子，觀察它們的運動是如何與磁場和電場相互交織並產生能量的。

他們的結果顯示，正電子和電子在黑洞赤道附近旋轉時，以相反的方向流動。這些電流使能量從兩極地區迸發出來。

但是一般來說，噴射源最重要的不是等離子體，而是從電磁場中釋放出來的大量能量，天體物理學家羅傑·布蘭福德和羅曼·茲納耶克在20世紀70年代就預測到了這種效應。他們提出了一種機制來解釋噴流如何從黑洞的自旋中獲得能量，以及這將如何有助於減緩自旋。這項研究還發現了第二種機制的支持，這種機制解釋了能量是如何從旋轉的黑洞中提取出來的。

這種機制最早是由英國數學物理學家羅傑·彭羅斯在20世紀60年代提出的。根據彭羅斯的黑洞模型，在黑洞赤道附近產生的一些粒子具有負能量，所以當它們落入黑洞時，它們減慢了黑洞的旋轉。這一假想現象讓人想起史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)後來提出的“霍金輻射”，即負能量粒子有助於縮小黑洞的品質。但是科學家稱這項新的模擬並不是完美的，因為它們不包括粒子和反粒子是如何產生的詳細過程，也不包括吸積盤誕生的詳細過程。

黑洞旋轉效應是一個非常重要的現象，自從1977年相關理論被提出來之後，天文學家則認為旋轉的黑洞周圍的時空會出現塌陷，隨著物質被吸入黑洞中，同時也放射出強烈的X射線，而X射線的頻率就由黑洞的旋轉速度和品質所決定。

宇宙中的黑洞是極為神秘的，由一定品質的恒星發生引力坍縮而形成的緻密天體，通常都會進行旋轉，而有的時候是兩個黑洞相互圍繞著旋轉，這種情況下各種宇宙物理環境就顯得非常地複雜，而且天文學家發現黑洞也存在側向移動並有可能穿過其所在的星系。

就這個問題，據位於美國猶太州的楊百翰大學天體物理學家研究成果：存在這種運動方式的黑洞會發射出極為強大的能量噴射流，而其也可能是宇宙中最大且最亮的類星體，就像一台強大的宇宙發電機。

黑洞旋轉的效應是一個非常重要的現象，旋轉的黑洞同時也被稱為克爾黑洞，側向運動形成的強大能量噴流其實部分的動能來自黑洞的轉動時產生的能量，這就像檯球桌上發生的情景一樣，利用旋轉產生的能量去擊打另一個球。而黑洞旋轉與側向運動產生的能量之間並不互為反作用，其是一個連續遞進的過程，其結果就是讓能量噴射流遠離黑洞。

楊百翰大學教授大衛尼爾森介紹：黑洞就像一個宇宙中超級發電機，其不僅具有較大的角動量進行高速自轉，也存在極為強大的磁場，當這兩者相作用時，黑洞高速旋轉效應所產生的電磁張力會將自身的磁力線拉動並扭曲，這個過程將釋放出強烈的輻射和巨大的能量。比如，位於銀河系人馬座A極有可能就是一個超大品質黑洞，其所產生的強大高能噴流輻射足以影響到100萬光年之外宇宙空間。

該研究的另一個作者楊百翰大學教授埃裏克赫斯曼分析：側向運動形成的強大能量噴流其實部分的動能來自黑洞的轉動時產生的能量，這就像檯球桌上發生的情景一樣，利用旋轉產生的能量去擊打另一個球。而黑洞旋轉與側向運動產生的能量之間並不互為反作用，其是一個連續遞進的過程，其結果就是讓能量噴射流遠離黑洞。

宇宙中最大且最亮的類星體可能就是由其背後隱藏的超大品質黑洞的旋轉效應所產生的強大能量噴射流的作用，這種超大品質黑洞不僅具有較高的旋轉速度，而且還能發生側向移動，由這類黑洞構成的類星體就像宇宙的超級發電機，一個“永不熄滅的燈塔”。