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霍金等人证明黑洞形成后只保留哪些信息 科学家已经发现,有一部分超大质量黑洞并非一直

生活经验知识分享

近些年来，
科学家们通过
黑洞等天体和天象，不断证明着
爱因斯坦的
预言 。最近，终于有一次
黑洞
事件，证明了另一位物理学家——
霍金的理论 。
黑洞，是爱因斯坦引力场方程推导出的
宇宙天体 。由于无与伦比的强大引力，黑洞在
宇宙中从来都没有什么“对手” 。不论是什么天体或者
物质靠近，都会被吞进黑洞的“腹中” 。唯一可以和黑洞抗衡的，只有它们的同类 。
2016年，
科学家首次发现双黑洞合并的现象，并且借此检测到了引力波，证明了爱因斯坦的预言 。接下来，
科学家们又陆续发现了几次双黑洞合并的现象，每一次发现，都让科学家们兴奋不已，不仅可以验证爱因斯坦的其他理论，也可以见证这宇宙级别的
恐怖碰撞 。
双黑洞是那么迷人，让无数科学家耗费大量心血，投入到相关的研究中 。尤其是两个超大质量黑洞的系统，更是可以通过强大的引力证明许多平时根本没有机会证实的理论 。
在距离我们35亿
光年的位置，有一个非常活跃的
星系——OJ 287 。最早在1891年的时候，就有人观测到OJ 287 。但是，经过了100年左右的
时间，科学家们才真正了解了它 。据观测，OJ 287是一个蝎虎座BL型天体，也就是典型的耀变体 。它的核心区域极其活跃，这是源自于一颗质量达到
太阳180亿倍的恐怖黑洞 。根据
天文学家史瓦西提出的公式可以知道，这个黑洞的视界半径达到了720个天文单位，也就是1080亿公里，是冥王星轨道的9倍 。
这个黑洞的特殊之处不仅在于其恐怖的质量，也在于它周围还有另外一个超大质量黑洞 。后者的质量为太阳的1.5亿倍，同样是宇宙中非常巨大的黑洞，只可惜在它的面前竟然毫不起眼 。不过，如果把它放在
太阳系的中心，它的视界范围也足以覆盖小
行星带 。
（图片说明：两个超大质量黑洞视界范围示意图）
自从确认了两个黑洞的存在后，科学家们就持续观测着它们 。因为他们相信，总有一天，两个黑洞会发生合并事件 。这一观测，就是几十年的时间 。
据观测，两个黑洞相距1/5光年，也就是大约19000亿公里 。尽管如此，由于强大引力导致的超高公转速度，二者的公转周期竟然只有12年的时间 。
从
望远镜传回的
照片中可以看到，较大黑洞强大的相对论性喷流以半规则性的周期贯穿周围的宇宙
空间，比10000亿颗
恒星的亮度还高，十分壮观 。不过，科学家发现，不论是它离奇的周期还是强大的相对论性喷流，都不是它独自就能够形成的，这与较小的黑洞有着密切的关系 。
（图片说明：较小黑洞影响较大黑洞相对论性喷流示意图）
【霍金等人证明黑洞形成后只保留哪些信息 科学家已经发现,有一部分超大质量黑洞并非一直】实际上，较小的黑洞和较大黑洞的吸积盘并不在同一个平面上，而是呈现出较大的倾斜角，并且轨道偏心率极高 。正是在公转的过程中，较小的黑洞会
穿越较大黑洞的吸积盘，然后通过自己的引力甩出其中的物质，产生了12年周期的强大喷流 。不过，由于公转并不稳定，所以这个周期也并不永远固定，有的时候两次喷流间隔是10年，甚至有的时候隔1年就会出现一次 。
不过，由于它们的观测数据由于从19世纪末就被收集，所以天文学家们已经能够对这一轨道进行建模，并准确预测了最近的两次喷流 。其中一次发生在2015年12月，时间精度为三周，第二次在2019年7月31日被斯皮策
太空望远镜捕获，而且这一次的喷流精确地在预测的那一天出现 。
（图片说明：两个黑洞的轨道示意图）
2016年，当科学家通过其他两个黑洞的碰撞所产生的引力波证明了爱因斯坦百年前的预言后 。观测OJ 287的科学家们也意识到：除了观测两个黑洞
诡异的相对论性喷流之外，他们还可以借助OJ 287进行很多方面的研究，于是也展开了对其内部引力波的观测 。
不仅如此，OJ 287对于另一个重要理论也有着不同寻常的意义，可以提供重要的证据，那就是黑洞无毛定理 。
黑洞无毛定理，是1973年霍金、卡特尔通过严格的数学推导证明：无论什么样的黑洞，其最终性质仅由几个物理量（质量、角动量、电荷）唯一确定 。也就是说，任何物体在进入黑洞之后，除了质量、角动量和电荷这三个信息（他们比喻为毛发，因此叫无毛定理），其余的信息都会消失 。
由于黑洞本来就极难观测，所以黑洞无毛定理在很长时间内都没有办法证明 。在以往的研究中，科学家们只能通过计算机建模，分别观测有毛黑洞和无毛黑洞哪一个更符合实际的观测数据 。
2010年，
印度孟买塔塔基础研究所的科学家们根据考虑了无毛定理的模型推测下一次喷流发生的时间 。就像我们上面说的，这次喷流果然精确地在2019年7月31日达到亮度峰值，预测的时间精度在4小时之内 。如果按照黑洞有毛的假说，那么它就不会在这个时间出现 。至此，在差不多50年后，霍金等人提出的黑洞无毛定理，终于被证实 。
在科学的发展过程中，经常会有人提出一些科学理论，却要等到身后才能被后人证明 。就像爱因斯坦、霍金一样，虽然生前的时候，就已经让公众相信了他们的理论，但是在科学上仍然有待证明 。在临终的时候没能看到理论被证明，不知道他们是怎样的心情 。我想，以他们的人生态度和哲学，应该不会太执著于此
只不过，他们走在了
人类的前面，为
人类开辟了一条大路，同时又留下一排排脚印，等待着后人去追赶……

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