用黑洞阴影测试引力理论手段

我们能区分黑洞吗？法兰克福天体物理学家，波恩马克斯·普朗克射电天文研究以是及Nijmegen，在BlackHoleCam项目中相助，通过计较非爱因斯坦的黑洞的第一个图像来答复这个题目：今朝很难判别出它们与尺度黑洞的区别。关于爱因斯坦的相对论，最根基的预言之一就是黑洞的存在。尽量最近通过LIGO发明白来自二进制黑洞的引力波，可是行使电磁波的直接证据如故是难以捉摸的，天文学家们正在用射电望远镜探求它。

合成阴影图像的Sgr A*为一个Kerr黑洞(顶行)和一个非旋转的dilaton黑洞(底部行)。在每一种环境下，左边的面板是指由一样平常相对论磁铃动力学模仿发生的图像，而右边的面板是指在思量到实际的视察前提后重建的图像。图片：Fromm/Younsi/Mizuno/Rezzolla (Frankfurt)

第一次BlackHoleCam相助者在伦理委员会扶助项目,包罗法兰克福歌德大学天体物理学家、马克斯·普朗克射电天文学研究所(MPIfR)波恩和内梅亨大学奈梅亨,对比自洽和实际的影子图像的吸积黑洞——譬喻黑洞候选人马座A *(Sgr A *)在我们银河系的中心——无论是在广义相对论和引力理论差异。我们的方针是测试爱因斯坦的黑洞是否可以与其他重力理论的黑洞区别开来。不是全部由物质落入黑洞发生的光泽(或光子)都被黑洞所困，这是一个时空的地区，没有任何对象可以逃走。个中一些光子会达到迢遥的视察者，以是当一个黑洞被直接视察到的时辰，在配景的天空中会呈现一个“阴影”。这个阴影的巨细和外形取决于黑洞的性子和引力理论。

由于从爱因斯坦的相对论中最大的毛病被以为长短常靠近视界的，并且因为引力的替署理论对影子的性子做出了差异的猜测，以是Sgr A*的直接视察代表了一种很是有前程的要领来测试最强盛的系统中的引力。制造黑洞阴影的图像是国际变乱视界望远镜相助(EHTC)的主要方针，它未来自天下各地望远镜的无线电数据团结在一路。科学家BlackHoleCam团队在欧洲,那些EHTC的一部门，此刻已经进一法式查是否可以区分“克尔黑洞从爱因斯坦的重力和“dilaton”黑洞，这是一个也许的办理方案的另一个的引力理论。研究职员研究了物质坠入两种很是差异范例的黑洞的演化进程，并计较生发生这些图像的辐射。

另外望远镜和星际介质的真实物理前提被用来缔造物理传神的图像。为了捕获差异黑洞的影响，我们行使了靠近沟通初始配置的吸积盘的真实模仿。这些昂贵的数值模仿行使了最先辈的代码，并在研究所的超等计较机LOEWE上行使了几个月的时刻。另外，预期的无线电图像显然具有有限的判别率和图像传神度。当行使实际的图像判别率时，科学家们诧异地发明，纵然是高度非爱因斯坦的黑洞也可以将本身伪装成正常的黑洞。

研究功效表白，在引力理论中，黑洞可以假以爱因斯坦的身份呈现，因此说明EHT数据的新技能也许必要把它们区分隔来，”法兰克福大学的传授、法兰克福团队的认真人Luciano Rezzolla说。“固然我们以为广义相对论是正确的，但作为科学家，我们必要头脑开放。”荣幸的是，将来的调查和更先辈的技能将最终办理这些疑问。究竟上正在起劲探求的来自轨道脉管的独立信息，将有助于消除这些暗昧不清的信息，”迈克尔·克雷默(Michael Kramer)说，他是波恩无线电天文研究所(MPI)的主管。Heino Falcke (Radboud University的传授)，20年条件出用射电望远镜来成像黑洞的阴影，他对此持乐观立场。毫无疑问，EHT最终会得到黑洞阴影的有力证据。这些功效勉励我们改造我们的技能，逾越当前的艺术状态，从而使将来的图像越发清楚。

博科园-科学科普｜参考期刊文献：Nature Astronomy｜来自：马克斯普朗克协会

（编辑：河北网）

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