盡管科學(xué)家們猜測一個(gè)巨大的黑洞正潛伏在我們銀河系的中心，他們?nèi)匀徊荒芸隙ê诙茨軌蚪忉屧谀抢镉^察到的奇特行為?，F(xiàn)在研究人員們能夠有史以來的更近距離的觀測這一區(qū)域而且探索其中的物理現(xiàn)象，而且有可能闡明廣義相對論和量子力學(xué)之間的巨大矛盾。
科學(xué)家認(rèn)為熱離子漩渦所包裹的黑洞存在于我們銀河系的中心
天文學(xué)家們在銀河系的中心區(qū)域觀察到一些古怪的事情。比如說，大約一打恒星看起來正圍繞某一無形的物體運(yùn)行?？茖W(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一顆恒星正以難以想象的速度圍繞看不到的物體進(jìn)行為期16年的軌道運(yùn)行，速度達(dá)到了每秒約3000英里（5000公里）。相比之下，太陽在太空中的速度只有137英里每秒（220公里）。
根據(jù)運(yùn)動定律，這些群星的軌道應(yīng)當(dāng)是由在銀河系中心的某一巨大物體的引力引起的。但是天文望遠(yuǎn)鏡在那里什么都沒發(fā)現(xiàn)。哈佛-史密松森天體物理中心的天體物理學(xué)家馬克-里德在最近舉行的2012年4月份美國物理學(xué)會上說到：“重要的是那些所有的軌道都有一個(gè)共同的中心，在宇宙中有一點(diǎn)存在，而且在這個(gè)方向上的圖像上你看不到任何東西。”
所有的這些都發(fā)生在一個(gè)相對于銀河系來說非常狹小的區(qū)域，寬度大約是地球和太陽距離的100倍。無論如何有非常虛弱的無線電波從這一區(qū)域發(fā)射出來，科學(xué)家們稱之為人馬座A星。通過與太陽在銀河系中的運(yùn)動相對比，研究人員們已經(jīng)能夠確定這一物體幾乎不移動，速度低于每秒1公里（0.62英里），甚至比地球圍繞太陽的轉(zhuǎn)速都要低得多。
如果人馬座A星是中等質(zhì)量的物體，它很可能將被臨近物體的引力所拉動從而做出某些運(yùn)動。里德談及這個(gè)物體的表面靜止問題時(shí)說：“發(fā)生這種情況的唯一解釋就是人馬座A星被一個(gè)非常巨大的物體所束縛。當(dāng)你進(jìn)行分析的時(shí)候，你會得到一個(gè)四百萬太陽質(zhì)量的下限。”
黑洞的密度限制
天文學(xué)家們不能夠精確的觀察銀河系中心來精確測量人馬座A星多么巨大，但是他們能夠肯定的說它的半徑大約只有地球太陽間距的十分之二。這就意味著在銀河系的中心，相當(dāng)于大約四百萬倍的太陽質(zhì)量的某種物體坐落在這一足以放下水星軌道的區(qū)域中，而且基本上是無形的，比它周圍任何的軌道星體發(fā)出的光都要弱。
那使得這一物體的密度只有一個(gè)黑洞理論限制的八分之一。因此目前科學(xué)家無法肯定的說這一物體就是一個(gè)黑洞，它看起來很像。里德說：“盡管已經(jīng)有了二選一的解釋，它們事實(shí)上比宇宙中的超大質(zhì)量黑洞要古怪的多，而且超大質(zhì)量黑洞機(jī)會已經(jīng)確定是存在的。”另外一個(gè)奇特的解釋是那里存在一個(gè)由未知種類的重費(fèi)米子微粒組成的球體。但是即使存在這樣一個(gè)球體，也不可能有那樣的密度來解釋所有的跡象。
近距離觀察
為了最終解決這一謎題，天文學(xué)家們渴望直接拍攝到銀河系的中心。這一區(qū)域不僅遙遠(yuǎn)昏暗而且由于它和地球之間存在的塵埃而很難觀察到?？茖W(xué)家們最近開始了一個(gè)名為視界望遠(yuǎn)鏡的項(xiàng)目。這個(gè)儀器將整合世界上的許多射電天文臺，把它們轉(zhuǎn)變成為能夠精確測量的干涉儀，最終的分辨率將足以區(qū)分出天馬座A星。
目前為止，視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目只整合了三個(gè)天文臺，夏威夷、加利福尼亞和亞利桑那州，觀察時(shí)間也達(dá)到了15到20個(gè)小時(shí)。但是天文學(xué)家們希望很快能增加更多的觀察點(diǎn)和觀察時(shí)間。加拿大滑鐵盧大學(xué)和圓周理論物理研究所的艾弗里-布拉得里克說：“視界望遠(yuǎn)鏡不是一個(gè)夢想，它不是處于設(shè)計(jì)階段，而是正在進(jìn)行的項(xiàng)目。”
測驗(yàn)廣義相對論
黑洞跨越了物理學(xué)上兩個(gè)最成功的理論，一個(gè)描述的領(lǐng)域很大而另一個(gè)描述的則很小。黑洞引用了大量的愛因斯坦的廣義相對論，這個(gè)理論描述了質(zhì)量如何扭曲空間和時(shí)間構(gòu)造來產(chǎn)生引力。但是對于黑洞非常小的空間維度的一項(xiàng)說明同樣需要涉及量子力學(xué)。因此量子力學(xué)和廣義相對論是矛盾的。
盡管視界望遠(yuǎn)鏡目前只獲得了初始數(shù)據(jù)，布拉得里克和他的同事們已經(jīng)借助這些數(shù)據(jù)來測試廣義相對論的空間和時(shí)間預(yù)測。布拉得里克說：“即使有今天的這些數(shù)據(jù)，我們能夠確認(rèn)天體物理學(xué)黑洞高階構(gòu)造有趣發(fā)現(xiàn)。我們基本上能夠辨別廣義相對論的偏差。廣義相對論此刻仍然是安然無恙的，但是不會太久了。”
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