科學家拍到疑似「宇宙弦」的神秘絲狀物，有望成為時空穿越入口！

天下 07-21

據《每日郵報》7月19日報道：近日，位於南非的射電望遠鏡陣列「MeerKAT」捕捉到了一張震撼人心的圖像，以史無前例的方式向我們展示了銀河系中心的驚人模樣。該研究成果目前發表在《天體物理學雜誌》上。

「MeerKAT」直譯成中文就是南非的貓鼬，這種動物的眼睛十分獨特，在陽光的干擾下依舊可以清晰地視物。這與射電望遠鏡的工作原理相似：對於測量無線電以及X射線波長範圍的電磁波，與傳統的光學望遠鏡會受到塵埃阻礙相比，射電波段的電磁波可以更清晰地展現天體的原貌。

該射電望遠鏡在南非的半沙漠卡魯地區，陣列共有64個天線，設計施工共計十年。自2017年1月部分投入使用，到現在完工投入使用，已經充分展現了它強大的功能。可以與我國貴州世界最大單口徑射電望遠鏡FAST相媲美。

本次「MeerKAT」射電望遠鏡觀測的主角是銀河系中心，一個質量為400-500萬倍太陽質量的超大質量黑洞，距離地球約2.5萬光年。此前，科學家一直試圖觀測它的真實模樣，但都無功而返，因為它常常被氣體塵埃籠罩。而「MeerKAT」射電望遠鏡則能夠穿透這些塵埃，拍到了銀河系中心罕見照片。

讓我們一起欣賞一下「MeerKAT」記錄下的視覺盛宴吧！

圖中不同顏色表示「MeerKAT」射電望遠鏡接收到的亮度大小：紅色表示輻射最弱，白色最強。

圖中細長絲狀物早在上個世紀80年代科學家就已經發現了，但究竟是何方神聖一直是未解之謎。科學家推測這可能是理論中的「宇宙弦」，它是宇宙大爆炸產生的細長且能量高度集聚的管子，比原子還細，越細質量越大。在理論上，我們可以利用宇宙弦進行時空穿越。而本次拍攝的照片或許能成為破譯謎底的密碼。

科普小貼士：什麼是黑洞？

黑洞這個詞我想大家並不陌生。但在科普黑洞之前，我們有必要先了解一個概念———施瓦希半徑。

學過高中物理的大家應該知道萬有引力的表達式為，導出切向的逃逸速度v=。那麼在當逃逸速度達到光速時，也就是天體的半徑足夠小的時候，竟然連光都不能逃逸。這個看似bug的臨界條件不但沒有使萬有引力定律受到挑戰，反倒讓施瓦西預測一種新的天體——一種看不到的天體。（上面的推導僅僅是用靜止球形引力源的外部進行研究，我們稱之為尋常黑洞。）

那麼在什麼情況下能夠形成黑洞呢？當物體的質量達到一個限度時，逃逸速度等於光速，就會形成黑洞。我們用視界來衡量黑洞的大小，也就是黑洞的半徑。發生在視界之內的事件由於光無法逃逸而不可以被觀察。

黑洞密度大的難以想像。拿地球來說，將其壓縮成一個不足一厘米直徑的小球，才足以成為一顆黑洞。所以黑洞一般認為是由恆星形成。恆星不斷核聚變，核心就會有越來越重的原子核。當無法繼續聚變，內部輻射能量不足導致原子向中心墜落直到無法承受自身引力而坍縮。當坍縮成中子星後質子與電子被壓成中子，稱中子簡併態。其後中子也無法承受引力，再次坍縮。此時，極大質量集中到極小的範圍內，黑洞便產生了。