從小行星、銀河衛(wèi)星、中心座行星、黑洞恆星到星系、人馬黑洞,高速宇宙所有物體都在旋轉(zhuǎn),打轉(zhuǎn)度接且旋轉(zhuǎn)都有最大速率,新測旋速限最近一篇研究更指出,量顯位於銀河系中心的示自超大質(zhì)量黑洞旋轉(zhuǎn)速度正接近最大值。
對地球來說,近上最大旋轉(zhuǎn)速率由表面重力定義。銀河我們能站在地球上,中心座不單只與地心引力拉扯有關(guān),黑洞其實還有地球自轉(zhuǎn)將我們向外拋離的人馬離心力,只是高速這股力量很小可以忽略不計,在地球自轉(zhuǎn)一天 24 小時速度下,物體在赤道與極地的重量差異僅 0.3%(但我們站在赤道的重量還是會略小於在兩極的重量)。
如果是自轉(zhuǎn)速度更快、一天僅 10 小時的土星,物體在赤道與極地的差異便達 19%,以至於土星赤道稍微向外彎曲;現(xiàn)在想像一下如果有顆天體自轉(zhuǎn)速度恰好使自身引力與赤道離心力相互抵消,一旦自轉(zhuǎn)速度再快天體就會飛散,這便是該天體的最大旋轉(zhuǎn)速度。
黑洞雖然與行星情況不太相同,前者並非擁有物理表面的天體,但它們的自旋同樣具有速度上限。
▲ 黑洞自旋速度有上限。(Source:pixabay)
在愛因斯坦廣義相對論方程中,黑洞自旋程度由參數(shù) a 代表,其中 a 必須介於 0 和 1 之間,若黑洞沒有自旋,則 a = 0;若黑洞處於最大自旋,則 a = 1。
最近,科學(xué)家發(fā)表有關(guān)銀河系超大質(zhì)量黑洞人馬座 A* 旋轉(zhuǎn)的新研究,透過黑洞電波、X 射線觀測結(jié)果估計其自旋量,發(fā)現(xiàn)人馬座 A* 的 a 值介於 0.84~0.96 之間,接近自旋速度上限,這說明人馬座 A* 意味著以接近最大速率旋轉(zhuǎn)。
研究人員表示,人馬座 A* 自旋速度甚至高於 M87* 超大質(zhì)量黑洞,後者 a 值估計介於 0.89~0.91 之間,可見人馬座 A* 旋轉(zhuǎn)速度有多快。
當(dāng)一個黑洞旋轉(zhuǎn)速度極快,其事件視界會相對縮小,也會攪動事件視界外旋轉(zhuǎn)吸積盤,使物質(zhì)以高速噴流形式向太空噴發(fā)。然而眾所皆知人馬座 A* 沒有太多噴流,甚至被公認(rèn)是個相對安靜的超大質(zhì)量黑洞,似乎與它的自旋速度兜不上邊。
看來科學(xué)家又多了一個解開矛盾問題的工作了。
- The Milky Way’s Black Hole is Spinning as Fast as it Can
- The Milky Way’s quiet, introverted monster won’t spin
(首圖來源:pixabay)
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