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【恒星|证实黑洞存在的八大证据！最后一个太直接了】
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科技日报记者 刘霞
在天文学领域的所有奇思妙想中 ， 黑洞可能是最神奇的 。 作为宇宙中引力场超强、连光都无法逃逸的天体 ， 这些超乎常理的黑暗“怪兽”令人闻之色变 。
由于一般的物理学定律都会在黑洞中失效 ， 人们很容易将黑洞视为科幻小说中才会出现的“怪物” 。 半个多世纪里 ， 天文学家痴迷仰望 ， 搜索宇宙星空 ， 发现了大量直接和间接的证据 ， 表明黑洞在宇宙中确实存在 。 借用大诗人苏轼面对人生的叹息 ， 正所谓“黑洞到处知何似 ， 应似飞鸿踏雪泥” 。
爱因斯坦理论的“有力预测” 国家天文台研究员张承民对科技日报记者介绍到：“1916年 ， 德国天文学家卡尔·施瓦西最先预言了黑洞的存在 ， 他发现黑洞是爱因斯坦广义相对论的必然结果” 。 换句话说 ， 如果爱因斯坦的理论是正确的——所有证据都表明它是正确的 ， 那么黑洞肯定存在 。 “然而 ， 爱因斯坦对于黑洞这个怪异概念存有疑虑 ， 他认为当引力场如此强大之时 ， 或许其它作用力会阻止黑洞的出现” 。
张承民进一步指出 ， 英国物理学家罗杰·彭罗斯和斯蒂芬·霍金为黑洞的存在提供了更坚实的理论基础 ， 他们证明 ， 任何塌缩成黑洞的天体都会形成一个奇点 ， 在那里 ， 传统物理定律会分崩离析 。 这一观点已被广泛接受 ， 彭罗斯也因为“发现黑洞的形成是广义相对论的有力预测”而荣膺2020年诺贝尔物理学奖 。
黑洞是爱因斯坦广义相对论的有力预测
伽马射线暴 美国国家航空航天局（NASA）称 ， 上世纪30年代 ， 印度天体物理学家苏布拉马尼安·钱德拉塞卡研究恒星核燃料耗尽时会发生什么时发现 ， 恒星最终的命运主要取决于其星体质量 。
张承民解释说：“如果这颗恒星很大 ， 比如说质量为太阳的25倍 ， 那么它的致密内核（质量可能是太阳的3倍甚至更大）就会塌缩成一个黑洞” 。
据美国趣味科学网站报道 ， 内核最后的塌缩只需几秒钟就可完成 ， 并以伽马射线暴的形式释放出大量能量 。这一伽马射线暴向太空释放的能量可能相当于普通恒星一生释放的能量 。 地球上的望远镜已经探测到许多这样的伽马射线暴 ， 其中有些来自数十亿光年以外的星系 ， 因此我们实际上能够看到黑洞正在诞生 。
科学家们探测到了黑洞诞生时产生的伽马射线暴
黑洞合并产生的引力波 张承民表示 ， 黑洞并非总是孤立存在 ， 有时会成对出现 ， 相互环绕 。 当它们“共舞”时 ， 它们之间的引力相互作用会在时空中产生涟漪 ， 这些涟漪会以引力波形式向外传播 ， 这是爱因斯坦相对论做出的另一个预测 。
据美国太空网站报道 ， 借助美国的激光干涉引力波天文台（LIGO）和欧洲的室女座探测器（ Virgo） ， 科学家们现在有能力探测这些引力波 。 2016年2月 ， LIGO项目团队宣布 ， 他们利用LIGO的两个探测器于2015年9月14日探测到来自两个黑洞合并产生的引力波信号 。
随着探测器灵敏度逐日提高 ， 科学家们发现了黑洞合并之外的其他引力波事件——今年6月29日 ， 在一篇发表于《天体物理学杂志快报》的论文中 ， 天文学家们称 ， 在LIGO和Virgo的第三轮运行中 ， 接连发现了两例来自黑洞—中子星合并的引力波事件GW200105和GW200115 。 其中GW200105由一个8.9倍太阳质量的黑洞和一个1.9倍太阳质量的中子星合并产生 ， 此次合并发生在9亿光年之外 。 GW200115则来自一次10亿光年外的黑洞—中子星合并事件 ， “主角”分别是一个5.7倍太阳质量的黑洞 ， 以及一个1.5倍太阳质量的中子星 。
引力波的“艺术照”
“看不见的客人” 在整个可观测宇宙中 ， 我们或许会偶尔看到产生伽马射线暴和引力波的短暂高能事件 ， 来证实黑洞的存在 。 但在黑洞生命的大部分时间里 ， 它们几乎是不可探测的：它们不会发出任何光或其他辐射 ， 这意味着它们可能潜伏在天文学家们意识不到的区域 。
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