據(jù)美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)（CNN）報(bào)道，英國(guó)《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》5月16日發(fā)布的一項(xiàng)研究顯示,，天文學(xué)家首次觀測(cè)到黑洞邊緣的“暴跌區(qū)”（plunging region）,。愛因斯坦廣義相對(duì)論曾預(yù)言這個(gè)區(qū)域，在這里,，物質(zhì)不再圍繞黑洞旋轉(zhuǎn),，而是直接落入其中。

報(bào)道稱,，借助美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的核光譜望遠(yuǎn)鏡陣列（NuSTAR）和中子星內(nèi)部組成探測(cè)器（NICER）,，天文學(xué)家對(duì)距離地球約10000光年的黑洞X射線雙星MAXI J1820+070進(jìn)行了觀測(cè)。該系統(tǒng)由一個(gè)約7到8倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞和一個(gè)比太陽(yáng)小的恒星組成,。

英國(guó)《新科學(xué)家》周刊稱,，無(wú)論任何物質(zhì)，過(guò)于靠近黑洞時(shí)都會(huì)被撕裂,，并在黑洞周圍形成被稱為吸積盤的軌道環(huán),。廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)，吸積盤應(yīng)該存在一個(gè)內(nèi)部邊界,，一旦越過(guò)這個(gè)邊界,，物質(zhì)將不再圍繞黑洞旋轉(zhuǎn),，而是直接墜入其中，并在下落的過(guò)程中迅速加速至接近光速,。

黑洞從伴星吸取物質(zhì)的概念圖像圖源：NASA

利用NASA望遠(yuǎn)鏡提供的數(shù)據(jù),，英國(guó)牛津大學(xué)研究員安德魯·馬默里（Andrew Mummery）和他的同事建立了黑洞吸積盤的光模型。他們發(fā)現(xiàn),，除了吸積盤發(fā)出的光之外,，只有同時(shí)還包含“暴跌區(qū)”物質(zhì)發(fā)出的光時(shí)，這個(gè)模型才符合觀測(cè)數(shù)據(jù),。

馬默里表示,，愛因斯坦的理論預(yù)言了“暴跌區(qū)”，但這是科學(xué)家們首次觀測(cè)它的存在,，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可以幫助天文學(xué)家更好地研究黑洞的形成和演化,，“我們一直忽視了這個(gè)區(qū)域，因?yàn)槲覀儧](méi)有數(shù)據(jù),。但現(xiàn)在我們知道了,，我們無(wú)法以其他任何方法解釋它的存在?！?/p>

他將“暴跌區(qū)”比作黑洞邊緣的“宇宙瀑布”：“這就像是一條河流變成了瀑布,，在這之前，我們只看到了河流,。如果愛因斯坦是錯(cuò)的,，那么河流就會(huì)一直穩(wěn)定下去。但現(xiàn)在,，我們第一次看到了瀑布,，這表明愛因斯坦是正確的?！?/p>

《新科學(xué)家》周刊指出,，這項(xiàng)研究還可以解決X射線天文學(xué)中長(zhǎng)期存在的一個(gè)問(wèn)題，即黑洞自旋速度似乎要快于理論預(yù)測(cè),。黑洞的自旋與其周圍區(qū)域的亮度是相關(guān)的,，增加一些“額外的光”可以使自旋速度與預(yù)測(cè)一致。

沒(méi)有參與研究的美國(guó)洛斯·阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室天文學(xué)家格雷格·薩爾維森（Greg Salvesen）評(píng)論稱：“以前我們認(rèn)為,，任何越過(guò)邊界的物質(zhì)在墜入黑洞之前,，都沒(méi)有時(shí)間發(fā)出明顯的輻射，所以研究人員什么都看不到,。但事實(shí)證明,，這個(gè)暴跌區(qū)會(huì)給我們帶來(lái)意想不到的額外的光。”

美國(guó)馬里蘭大學(xué)帕克分校天文學(xué)教授克里斯托弗·雷諾茲（Christopher Reynolds）表示,，找到“暴跌區(qū)”的實(shí)際證據(jù)是關(guān)鍵的一步,，這將允許科學(xué)家改進(jìn)對(duì)黑洞周圍物質(zhì)活動(dòng)的模型，“例如,，這可以用于測(cè)量黑洞的旋轉(zhuǎn)速度,。”

《新科學(xué)家》周刊評(píng)論稱,，“暴跌區(qū)”是人們可以觀測(cè)到的宇宙空間中“最極端的區(qū)域之一”,，因?yàn)椤氨┑鴧^(qū)”剛好位于黑洞的事件視界之外，這其中包含了對(duì)引力和時(shí)空本質(zhì)問(wèn)題的研究,。

馬默里表示,，從理論上講，如果物質(zhì)搭乘一枚火箭,，它有可能逃離“暴跌區(qū)”,，“但它注定是要?dú)绲模驗(yàn)樗能壍酪炎兊脴O不穩(wěn)定,，且迅速加速至接近光速。這些物質(zhì)逃離的幾率就和瀑布邊緣的水倒流一樣,?！?/p>

英國(guó)牛津大學(xué)稱，為更好地研究距離地球較近的小型黑洞,，歐洲和非洲的科研機(jī)構(gòu)正推動(dòng)在納米比亞建造非洲毫米波射電望遠(yuǎn)鏡,。馬默里預(yù)計(jì)，這座新的天文臺(tái)將在十年內(nèi)投入使用,，并將加入事件視界望遠(yuǎn)鏡合作組織,。