本報訊據(jù)美國9月19日報道，美國普林斯頓大學和紐約大學研發(fā)出一種新的計算工具，以可視化方式模擬了初生黑洞通過一顆恒星的效果。利用該模型，科學家能深入了解難以捉摸的黑洞。
科學家認為，宇宙的絕大部分由暗物質(zhì)構成，初生黑洞是構成暗物質(zhì)的假設物質(zhì)之一。但黑洞迄今尚未被直接觀察到。如果初生黑洞是暗物質(zhì)的來源，而銀河系中的恒星約有1000億顆，黑洞與恒星的互相碰撞不可避免。但初生黑洞不像較大黑洞，它不會“吞噬”恒星，當它通過恒星時，只會在恒星表面造成明顯的震動。通過探測恒星與黑洞相撞，能為暗物質(zhì)提供觀測證據(jù)，有助于天文學者進一步理解宇宙的內(nèi)部運作規(guī)律。
普林斯頓地理科學系博士后研究員斯拉文·漢納索杰和紐約大學宇宙學與粒子物理學中心的邁克爾·科斯頓以太陽為模型，推算初生黑洞對恒星表面造成的影響，以及初生黑洞的質(zhì)量和它通過太陽的可能軌跡。美國國家航空航天局(NASA)的蒂姆·山斯托姆則將推算結果制成了兩個模擬視頻，一個顯示了初生黑洞穿過太陽內(nèi)部時其表面的振動，另外一個視頻顯示了黑洞擦過太陽表面的情景。
當初生黑洞的運行路徑穿過恒星時，它的萬有引力會擠壓恒星；當黑洞穿過后，它在恒星表面造成的波紋會迅速復位。科斯頓解釋說：“就像你戳一個水球，會看到內(nèi)部的水形成波紋，這和恒星表面的現(xiàn)象很相似。觀察恒星表面的運動，也能推測出其內(nèi)部的情況。如果一個黑洞通過，就能看到它(恒星)表面的顫動。”
“人們已知初生黑洞通過恒星會造成影響，而這是第一次我們用數(shù)字精確推算出了這一幕。”約翰·霍普金斯大學物理與天文學教授馬克·卡敏科斯基說，該研究可作為探測初生黑洞的整合工具，并結合了現(xiàn)有太陽觀測技術的優(yōu)勢，提供了一種周全而精確的方法。
研究另一個重要意義是，它縮小了現(xiàn)有探測方法和黑洞質(zhì)量限制之間的鴻溝。目前人們對黑洞的研究很大程度上受制于質(zhì)量，有些質(zhì)量太小無法包括在黑洞范圍里，而有些太大會打亂整個星系。按照目前的方法，初生黑洞根據(jù)以前直接觀測到的霍金輻射和光線彎曲來設定，但只有那些處在蒸發(fā)中的黑洞且其質(zhì)量小于10的17次方克時，才能觀察到霍金輻射；質(zhì)量大于10的26次方克時，才能使光線彎曲?？扑诡D說，初生黑洞質(zhì)量在其空缺部分，約占10億分之一，這好比研究一個未知的目標，其重量在一便士硬幣和一輛礦用卸貨車之間。
新方法修正并建立了更專門的質(zhì)量范圍，以定位一個初生黑洞。在他們的模擬中，初生黑洞質(zhì)量大于10的21次方克，約為一個小行星的質(zhì)量，其穿過恒星時在恒星表面產(chǎn)生了明顯的效果。
研究人員還指出，銀河系中每年約發(fā)生1萬次這樣的可探測事件。現(xiàn)在我們知道初生黑洞能在恒星上面產(chǎn)生可探測的振動，當一個初生黑洞無害地滑過銀河系千億恒星時，觀察到它們的機會也大大增加。
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