其實在我們日常生活當中,有一些效應往往被忽略掉了。我們現(xiàn)在人人都有手機,去某些地方需要導航,導航利用的信號是來自導航衛(wèi)星。衛(wèi)星上的時間和我們地球上的時間,大家可以想象一下,因為所處的高度、距離、位置不同,時間也肯定會有差別。在地球表面或地球附近,空間彎曲應該稍微大一些。相比較之下,我們時間的流逝要比衛(wèi)星上的時間流逝得慢一點。這樣的話,就有一個時間差。我們在利用導航的時候,最終必須要考慮到這個因素。因為盡管這個時間差非常小,但是光速是30萬公里/秒,如果不糾正這個時間差,導航估計就會把我們引向一個完全不知道的地方。這是現(xiàn)在導航系統(tǒng)必須要考慮的一個效應。
如果從高維時空去看,黑洞應該是什么樣子的?非常像一個漏斗狀的物體。在科幻電影或者理論當中有非常多對于黑洞的描述。人類發(fā)現(xiàn)的第一個黑洞是在天鵝座,當時在X射線波段,而且是第一個被發(fā)現(xiàn)的,所以我們是稱之為天鵝座X-1。這個黑洞系統(tǒng)是在20世紀60年代被發(fā)現(xiàn)的,發(fā)現(xiàn)以后,地球上非常著名的物理學家或者說最聰明的兩個物理學家就為此就爭論,其中,霍金盡管做了非常多有關黑洞方面的工作,但他認為這個系統(tǒng)當中不存在黑洞。但是基普·S·索恩認為這是黑洞,所以兩個人就為此打賭,并且寫下了一個賭約,以1年的雜志作為賭注。
他們是1974年12月份簽訂的賭約。到了大約20世紀90年代的時候,越來越多的觀測表明,這個系統(tǒng)當中應該存在黑洞,霍金最終服輸了。在這個賭約上,我們可以看到霍金的簽名以及指印。盡管在20世紀90年代很多的證據表明,這很有可能是一個黑洞,而且霍金也承認自己輸了,但是對于黑洞質量等的測量并不是特別精確。2010年,我在美國哈佛大學讀博士后,我和合作者利用美國的VLBI射電望遠鏡以及美國的錢德拉X射線太空望遠鏡,對黑洞的質量以和它的距離進行了精確的測量?,F(xiàn)在我們知道,黑洞的質量大約是在15個太陽質量左右,距離是7800光年。也就是說,每一次我們所觀測到的光,都是經過了7800光年才傳到地球上的。大家或許會問,測量重量、質量、距離等性質有什么意義呢?對于一個天體而言,尤其是對于黑洞,這就類似于我們做了一個完整的描述,當我們知道黑洞的這些性質以后,就可以很容易地把這個黑洞和其他的黑洞區(qū)分開來。而且可以知道一些黑洞處于什么樣的狀態(tài),就如同我們看到了這幅畫一樣,天文學家需要的是這些量,大眾或者藝術家需要的是這幅畫。
那么,在宇宙當有多少種黑洞呢?現(xiàn)在我們知道的,有兩大類黑洞:一種我們稱之為“恒星級黑洞”,它的質量和我們的太陽差不多,或者就是幾十倍,是質量較小的黑洞;另外一類要比太陽的質量大非常多,可以說是幾百萬倍,甚至幾十億倍都有可能。我剛才提到,一旦一個東西掉到黑洞里邊,那肯定是出不來了。那我們怎么才能夠看到黑洞呢?盡管黑洞自身是黑色的,我們看不到它,但是它周圍會產生氣體盤,以及在某些情況之下它會有一些噴出的物質,這些氣體盤和噴出的物質會產生比較強的輻射,從而讓我們知道黑洞就在那里。這些輻射都不是來自黑洞本身,而是來自黑洞附近。
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