科學家說,銀河系的黑洞正在以接近最大的速度旋轉(zhuǎn)
選擇宇宙中的任何物體,它很可能在旋轉(zhuǎn)。小行星首尾顛簸,行星和衛(wèi)星在它們的軸上旋轉(zhuǎn),甚至黑洞紡。
對于所有旋轉(zhuǎn)的東西,它都有一個可以旋轉(zhuǎn)的最大速率。這黑洞在我們的銀河系中,它正在以接近的最大速度旋轉(zhuǎn)。
對于像地球這樣的物體,最大自轉(zhuǎn)速率由其表面重力定義。我們站在地球上時感受到的重量不僅僅是由于地球的引力。
重力將我們拉向世界的中心,但地球的自轉(zhuǎn)也傾向于將我們向外甩離地球。這種“離心力”很小,但這確實意味著你在赤道的重量只是比在北極或南極的重量略輕。
在我們的 24 小時工作中,赤道和兩極之間的重量差異僅為 0.3%。但土星一天10小時意味著相差19%。如此之多,以至于土星在赤道處向外彎曲了一點。
現(xiàn)在想象一下,一顆行星旋轉(zhuǎn)得如此之快,以至于差異是 100%。在這一點上,行星的引力及其在赤道上的離心力將抵消。
如果世界旋轉(zhuǎn)得更快,它就會分崩離析。它可能會以更慢的旋轉(zhuǎn)速度飛散,但這顯然是最大的旋轉(zhuǎn)速度。
對于黑洞來說,情況有點不同。黑洞不是具有物理表面的物體。它們不是由可能飛散的材料制成的。但它們?nèi)匀痪哂凶畲蟮男D(zhuǎn)速率。
黑洞由其巨大的引力定義,這扭曲了它們周圍的空間和時間。黑洞的事件視界標志著附近天體的不歸路,但它不是一個物理表面。
黑洞的旋轉(zhuǎn)也不是由物理質(zhì)量的自旋來定義的,而是由黑洞周圍時空的扭曲來定義的。當?shù)厍虻任矬w旋轉(zhuǎn)時,它們會非常輕微地扭曲周圍的空間。這種效果被稱為幀拖動。
黑洞的自旋是由這種拖幀效應定義的。黑洞在沒有物質(zhì)物理旋轉(zhuǎn)的情況下旋轉(zhuǎn),只是一個扭曲的時空結構。這意味著由于空間和時間的固有特性,這種旋轉(zhuǎn)有一個上限。
在愛因斯坦的方程中廣義相對論,黑洞的自旋由稱為 A 的量測量,其中 A 必須介于 0 和 1 之間。如果黑洞沒有自旋,則 a = 0,如果它處于最大旋轉(zhuǎn)狀態(tài),則 a = 1。
這給我們帶來了一項關于銀河系中超大質(zhì)量黑洞旋轉(zhuǎn)的新研究。研究小組研究了黑洞的無線電和X射線觀測,以估計其自旋。
由于黑洞附近時空的拖拽,來自黑洞附近物質(zhì)的光譜被扭曲。通過觀察不同波長的光強度,研究小組能夠估計出自旋量。
他們發(fā)現(xiàn),我們黑洞的A值在0.84到0.96之間,這意味著它的旋轉(zhuǎn)速度非常快。在估計旋轉(zhuǎn)的上限范圍內(nèi),它將以接近最大速率旋轉(zhuǎn)。
這甚至高于M87中黑洞的自旋參數(shù),其中a估計在0.89到0.91之間。
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