天文学家观察到黑洞扭曲时空,正如爱因斯坦 100 多年前所预测的那样

天文学家首次看到时空本身在旋转黑洞附近摆动。这一发现是在恒星毁灭过程中发现的,证实了爱因斯坦相对论的一个重要预测。宇宙为科学家们带来了罕见的突破,他们一直在寻找宇宙中最难观察到的效应之一。 [...]

来源:SciTech日报

天文学家首次看到时空本身在旋转黑洞附近摆动。这一发现是在恒星毁灭过程中发现的,证实了爱因斯坦相对论的一个重要预测。

宇宙为科学家们带来了罕见的突破,他们一直在寻找宇宙中最难观察到的效应之一。

在《科学进展》上发表的研究中,天文学家首次直接探测到快速旋转黑洞产生的时空旋转扭曲。

黑洞框架拖动的第一直观视图

这种现象称为 Lense-Thirring 进动,也称为参考系拖拽。它描述了旋转的黑洞如何扭曲其周围的时空,拉动附近的物质并导致恒星和气体的路径缓慢摆动。

该研究团队由中国科学院国家天文台牵头,卡迪夫大学支持。他们关注的是一个名为 AT2020afhd 的天体,这是一种潮汐破坏事件 (TDE),其中一颗恒星在距离超大质量黑洞太近后被摧毁。

一颗恒星被撕裂,露出旋转的圆盘和喷流

当恒星被撕裂时,它的碎片沉入黑洞周围快速旋转的圆盘中。与此同时,强大的物质射流以接近光速向外发射。

通过研究该事件中 X 射线和无线电信号的重复模式,科学家们发现圆盘和喷流一起摆动。这种协调运动每 20 天重复一次,提供了时空扭曲效应的清晰特征。

百年预言得到证实

这种效应背后的想法最初由爱因斯坦于 1913 年提出,后来由 Lense 和 Thirring 在 1918 年进行了数学描述。这些新的观测结果证实了广义相对论的一个关键预测,并为研究人员提供了一种新的方法来研究黑洞自旋、物质如何落入黑洞以及喷流如何发射。