近來，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校和哈佛大學(xué)的天文學(xué)家檢驗了黑洞的一個基本原理，他們找到了新的證據(jù)來證實當(dāng)物質(zhì)被吸進(jìn)黑洞時會完全消失，愛因斯坦的廣義相對論再次通過檢驗。
△ 一顆恒星穿越黑洞事件視界的藝術(shù)想象圖。（圖片來源：Mark A. Garlick/CFA）
當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星耗盡其燃料時，它會在自身的引力下坍縮，最終在空間中形成一個物質(zhì)密度任意高的區(qū)域，即所謂的奇點(diǎn)。如果這個奇點(diǎn)被事件視界(event horizon，下面簡稱視界)包圍，就形成了黑洞。大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為，無論任何東西，一旦越過黑洞的視界，就會被強(qiáng)大的引力吸引而無法逃脫。盡管這個概念被普遍接受，但視界的存在并沒有得到證明。
一篇刊登在《皇家天文學(xué)月報》的最新研究結(jié)果證明，科學(xué)家對黑洞的視界的描述是十分準(zhǔn)確的，任何物體只要越過黑洞的隱形的邊界，便無法逃脫引力的強(qiáng)烈拉扯而落入黑洞之中。這也意味著當(dāng)任何物體落入黑洞時，它會被完全的吞噬，而不會與任何堅硬的表面發(fā)生撞擊。
天體物理學(xué)家Pawan Kumar說：“我們研究的重點(diǎn)是要將視界的這個想法變成一個實驗科學(xué)，并確認(rèn)視界是否真的存在。找到具體的證據(jù)來證實黑洞周圍確實存在著事件視界，從而推進(jìn)我們對這個概念的認(rèn)知?！?/p>
科學(xué)家認(rèn)為，幾乎所有星系的中心都存在著一個超大質(zhì)量黑洞。但有一些科學(xué)家們根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論的修正理論推測，占據(jù)在這些星系中心的超大質(zhì)量物體可能是其他東西，而不是黑洞——比如它有著巨大的質(zhì)量，卻能以某種方式避免坍縮成一個被事件視界包圍的奇點(diǎn)。
△ 恒星與星系中心的超大質(zhì)量物體發(fā)生撞擊的藝術(shù)想象圖。（圖片來源：Mark A. Garlick/CFA)
奇點(diǎn)是沒有表面積的，而沒有坍縮的超大質(zhì)量物體有。因此基于這個以廣義相對論的修正理論為基礎(chǔ)的假設(shè)，意味著如果一個四處游蕩物體，比如一顆恒星，與這個神秘的超大質(zhì)量物體不期而遇，那么這顆恒星不會落入黑洞中消失，而是與堅硬的表面積發(fā)生碰撞而被摧毀，這個撞擊是可以被探測到的。
Kumar和他的學(xué)生陸文彬(音)，以及哈佛大學(xué)理論天文學(xué)教授Ramesh Narayan設(shè)計了一系列測試來驗證這個想法。他們首先發(fā)現(xiàn)如果一個恒星與一個星系中心的超大質(zhì)量物體的堅硬表面撞擊時，望遠(yuǎn)鏡會觀測到這顆恒星的氣體將會包裹住這個物體并放出巨大的光亮，這種光亮可以持續(xù)幾個月甚至幾年。
接著他們計算出如果“堅硬表面”假設(shè)是真的，那么在臨近星系中發(fā)生這種撞擊的頻率是什么。幾乎每個星系中心都存在這樣一個超大質(zhì)量物體，他們只取那些質(zhì)量最大，約太陽的1億倍以上的用到計算中。在距離地球幾十億光年的距離中，這樣的超大質(zhì)量物體大約有1百萬個。
△ 在撞擊后產(chǎn)生的強(qiáng)烈的耀斑。
△ 在撞擊后產(chǎn)生的強(qiáng)烈的耀斑。（圖片來源：Mark A. Garlick/CFA)
