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黑洞是宇宙中最奇特和神秘的天体,它是超强引力源,时空的扭曲者,其超强引力使得连宇宙中跑的最快的光都会被它拉住,而逃不出它的“魔掌”。它是在时间和空间中形成的“洞”,在不断地吸积着周围的物质,质量增加,还是空中的“强盗”,光子的“牢笼”。它贪得无厌,永不停息地吞噬着周围的一切,这就是黑洞的经典图像。不过,人们对黑洞是如何清除被锁定在其周围的能量却知之甚少,因为作为宇宙中最强大的天文事件之一中,黑洞将接近光速的等离子体喷射到空间的另一侧,这些喷流甚至可以向外延伸数百万光年。
由能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)和加州大学伯克利分校(UC伯克利实验室)的研究人员领导的一项研究新模拟实验,结合了几十年的经典理论,为等离子体射流的驱动机制提供了新的见解,使它们能够从黑洞强大的引力场中窃取能量,并将其推进很远的距离。
这些模拟可以为来自视距望远镜的高分辨率观测提供一个有效的比较对象,视距望远镜是一个设计用来提供等离子体喷射形成区域的第一手图像的阵列望远镜。该望远镜阵列将使我们能够对银河系中心的黑洞以及其他超大质量黑洞的详细观察得到新的视角。帕弗雷,马里兰NASA戈达德太空飞行中心的高级研究员,1月23日发表在《物理评论快报》上的研究的主要作者。
此次模拟首次结合了一个理论,解释了黑洞周围的电流如何将磁场扭曲成射流,另一个理论解释了粒子如何穿过黑洞的不可返回的边界,对遥远的观察者来说就像是携带负能量并降低黑洞的总质量。黑洞就像吃了一种零食,它会让你失去卡路里而不是获得卡路里。黑洞实际上由于吸入这些“负能量”粒子而损失了质量。
此次计算机模拟在模拟等离子体喷射发射中涉及的所有复杂物理过程中都存在困难,因为必须解释电子和正电子对的产生、粒子的加速机制以及喷射中的光的迸射现象。
模拟自然产生了被称为布兰德福德-兹纳杰克机制的效应,它描述了形成喷流的扭曲磁场,以及描述负能量粒子被黑洞吞没时所发生的一个单独的彭罗斯过程。
帕弗雷解释道,彭罗斯过程“尽管它不一定对提取黑洞的旋转能量有那么大的贡献”,但它可能直接与扭曲喷流磁场的电流有关。
虽然比一些早期的模型更详细,但帕弗雷指出,他的团队的模拟仍在追赶观察结果,并在某些方面理想化,以简化执行模拟所需的计算。该小组打算更好地模拟在射流中产生电子-正电子对的过程,以便更实际地研究射流的等离子体分布及其辐射发射,以便与观测结果进行比较。他们还计划扩大模拟的范围,包括黑洞活动视界周围的物质流,即黑洞的吸积流。
本文译自 phys,由译者 利维坦 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

梅森: 比起任何特殊的科学理论来,对人类的价值观影响更大的恐怕还是科学的方法。  
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共 0 个关于极端天气正阻止植物生成氧气的回复 最后回复于2019-1-30 14:33:04

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