導語：黑洞的引力如此之大，以至於任何東西，甚至是光，一旦離得太近都無法逃脫。然而，有一種方法可以逃離黑洞——但前提是你是一個亞原子粒子。
當黑洞吞噬周圍的物質時，它們也會噴射出含有電子和正電子(相當於電子的反物質)的高能等離子體噴流。就在這些幸運的粒子到達視界之前，或者到達不返回點之前，它們開始加速。這些粒子以接近光速的速度運動，從視界反彈出去，沿著黑洞的旋轉軸向外拋出。
這些巨大而強大的粒子流被稱為相對論射流，它們發出的光我們可以用望遠鏡看到。儘管天文學家們已經觀察這些噴射流幾十年了，但沒有人確切知道這些逃逸的粒子是如何獲得這些能量的。在一項新的研究中，加州勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)的研究人員對這一過程有了新的認識。
"黑洞旋轉的能量是如何被提取出來形成噴射流的?"凱爾·帕弗雷(Kyle Parfrey)在伯克利實驗室擔任博士後期間領導了黑洞模擬實驗，他在一份聲明中說。"這個問題已經存在很長時間了。"帕弗雷現在是美國宇航局馬里蘭州戈達德航天飛行中心的高級研究員。
為了回答這個問題，帕爾弗雷和他的團隊設計了一套超級計算機模擬系統，"結合幾十年的古老理論，為等離子體噴射中的驅動機制提供新的見解，使他們能夠從黑洞強大的引力場中竊取能量，並將其遠離張開的嘴，"LBNL官員說。在聲明中。換句話說，他們研究了黑洞的極端引力如何給粒子提供如此多的能量，以至於它們開始輻射。
"模擬首次結合了兩種理論，一種理論解釋了黑洞周圍的電流如何將磁場扭曲成射流，另一種理論解釋了粒子如何穿過黑洞的不返回點（即事件視界），在遙遠的觀察者看來，可以攜帶負能量並降低黑洞的動能，" LBNL官員說，"這就像吃零食會讓你減少而不是增加卡路里。黑洞實際上會因為吸入這些'負能量'粒子而失去質量。"
帕弗雷說，他將這兩種理論結合起來，試圖將普通等離子體物理學與愛因斯坦的廣義相對論相融合。模擬不僅要考慮粒子的加速度和來自相對論射流的光，還需要考慮正電子和電子最初是如何產生的：通過高能光子(如伽馬射線)的碰撞。這一過程被稱為成對產生，可以將光轉化為物質。
哥倫比亞大學理論天體物理學中心的研究科學家羅伯特·佩納（Robert Penna）在《物理評論》（Physical Review）雜誌上的一篇相關"觀點"文章中寫道："新模擬的結果與舊模擬的結果沒有根本的不同……從某種意義上說，模擬是令人放心的。"。
"然而，帕弗雷等人發現了一些有趣和新奇的行為，" 佩納說。例如，他們發現大量粒子的相對論能量是負的，就像遠離黑洞的觀察者所測量的那樣。當這些粒子落入黑洞，黑洞的總能量就會減少。
不過，有一個驚喜。帕弗雷的模擬顯示，有如此多的負能量粒子流入黑洞，"它們落入黑洞所吸收的能量與磁場纏繞所吸收的能量相當，" 佩納說。"要證實這一預測還需要後續工作，但如果負能量粒子的影響像宣稱的那樣強烈，它可能會改變人們對黑洞噴流輻射光譜的預期。"
帕弗雷和他的團隊計劃進一步改進他們的模型，將模擬結果與新的視界望遠鏡(Event Horizon Telescope)等天文臺的觀測證據進行比較。LBNL的官員說："他們還計劃擴大模擬的範圍，包括黑洞視界附近的物質流入流，即吸積流。"
"我們希望對整個問題提供一個更加一致的看，" 帕弗雷說。
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