07.27 超級黑洞附近恆星實圖驗證愛因斯坦理論,理解引力紅移竟如此簡單

超級黑洞附近恆星實圖驗證愛因斯坦理論,理解引力紅移竟如此簡單

這是很多恆星圍繞超大質量黑洞運行的“即時”實拍圖像。之所以要給“即時”兩個字打上引號,是因為圖像中的事件實際發生在26000年前,只是到現在才出現在我們的望遠鏡裡。

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沒錯,這個黑洞就是位於射手座A*,我們銀河系中心的龐然“重”物,由於離我們地球有26000光年之遙,所以科學家們拍到的圖像實際是26000年前的,遠在人類文明開始以前。有時候我在想,要是這個黑洞突然爆炸或消失了,我們銀河系會不會分崩離析呢?而我們竟渾然未知,必須要到26000年後才能發現,等待命運的判決。有沒有什麼辦法能夠早點知道,派出英雄人物,以某種方式去阻止悲劇的發生呢?

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銀河系中心黑洞質量是太陽的400萬倍,科學家們捕獲了離它最近的一顆恆星S2,以3%的光速,即每秒7000公里,每小時2500萬公里的速度圍繞黑洞運行;

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在這個GIF圖像中,你還可看到另外的恆星,離黑洞越遠,運行速度越慢,而每顆恆星,運行到離黑洞最近的地方,速度都非常地快,非常地有規律,整張動圖的時間跨度是20年;

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最令人驚歎的是,一些恆星看起來似乎並沒有圍繞黑洞運行,但實際上是因為黑洞太小了,另外恆星軌道也不在一個平面上,所以運行到黑洞最近處軌道很不明顯,讓你產生一種錯覺,似乎它們不是在圍繞同一個東西運行。

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對S2的觀測也再次證明了愛因斯坦引力理論的正確。愛因斯坦預測,當光線從強大的重力場附近經過時,會在時空翹曲效應下被逐漸拉伸,失去一部分能量,換言之,光線必須要很努力很費勁才能穿過強大的重力場。由於光線不會減速,所以會以波長變長的形式來失去能量,這就導致恆星在經過黑洞附近時會變紅一些,這就是引力紅移現象。就像你騎著自行車上坡,要想維持速度不變的話,你就得消耗更多的能量,這時候你就會全身冒汗,氣喘如牛,臉蛋也會變得紅彤彤的了。


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