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科學家們在實驗室中重建了黑洞最有趣的特徵之一

倫敦帝國理工學院的科學家們在實驗室中製造了一個旋轉等離子圓盤。 這是對周圍發現的吸積盤的模擬 黑洞 並形成恆星。 該實驗更準確地模擬了這些圓盤中發生的事情,並有可能幫助研究人員弄清楚黑洞是如何生長的,以及坍縮的物質是如何形成恆星的。

當物質接近黑洞時,它會升溫並開始旋轉,形成一種稱為 吸積盤. 旋轉會產生離心力,將等離子體向外推,黑洞的引力將其向內拉,從而達到平衡。

這些發光的戒指提出了一些問題。 例如,如果物質沒有落入黑洞,而是有條件地留在軌道上,黑洞如何成長? 主流理論認為,等離子體中磁場的不穩定性會導致摩擦,導致其失去能量並掉入黑洞。

檢驗這一理論的主要方法是使用可以旋轉的液態金屬,然後觀察在磁場影響下發生的情況。 然而,由於金屬必須包含在管中,因此它們並不是等離子體的真實反射。 因此,帝國理工學院的科學家們使用了一種稱為等離子體內爆實驗兆安發生器 (MAGPIE) 的機器來旋轉等離子體並更準確地重建吸積盤。

“了解吸積盤的行為不僅有助於我們了解黑洞如何生長,還有助於我們了解氣體云如何坍縮形成恆星,甚至我們可以如何通過了解聚變實驗中等離子體的穩定性來創造我們自己的恆星”,- 他們說 科學家們

該團隊使用 MAGPIE 設施加速八個等離子射流並將它們碰撞形成一個旋轉柱。 科學家們發現,越靠近中間,螺旋環移動得越快,這是吸積盤的一個重要特徵。

MAGPIE 產生等離子體的短脈衝,這意味著磁盤只能旋轉一圈。 然而,這個概念驗證實驗展示瞭如何使用更長的脈衝來增加旋轉次數,從而能夠更好地描述磁盤的特性。 如果實驗要持續更長時間,還可以施加磁場並檢查它們對摩擦的影響。

“我們才剛剛開始以全新的方式研究這些吸積盤,其中包括我們使用事件視界望遠鏡進行的實驗和黑洞圖像。 這將使我們能夠測試我們的理論,看看它們是否與天文觀測相符,”從事該實驗的科學家說。

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Svitlana Anisimova

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