黑洞|5分钟读懂2020诺贝尔物理学奖：黑洞和银河系最黑暗的秘密( 三 )
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同样地 ， 所有物质也只能沿一个方面穿越黑洞的事件视界 。然后 ， 时间取代空间 ， 所有可能的路径都指向内部 ， 时间的流逝将所有事物推向不可避免的终点——奇点 。如果你穿过事件视界 ， 掉入一个超大质量黑洞 ， 你不会有任何感觉 。但是从黑洞的外边 ， 没有人会看到你跌入其中 ， 而你的旅程会一直继续 。在物理学定律范围内 ， 窥视黑洞内部是不可能的；黑洞的一切秘密都隐藏在它们的事件视界之内 。
黑洞控制恒星的路径
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黑洞的形成 （左上） 黑洞横截面 当一颗巨大的恒星在自身引力作用下塌缩时 ， 它会形成一个质量很大的黑洞 ， 捕获穿越其事件视界的一切东西 。哪怕是光都无法逃离黑洞 。在事件视界中 ， 时间取代空间 ， 所有路径向内指 。时间流将一切带向黑洞最深处的奇点——在这里 ， 密度是无限的 ， 时间也止于此 。（右下） 光锥表示光线在时间上向前和向后的路径 。当物质塌缩并形成黑洞时 ， 穿过黑洞事件视界的光锥将向内朝奇点运动 。外部的观察者永远不会真正看到光线到达事件视界 。他们看到的 ， 只是光线接近事件视界 。之后的就没有人能看到 。
即便我们看不见黑洞 ， 但我们仍可以通过观察黑洞引导周围恒星运动的巨大引力 ， 来确定其特征 。
Reinhard Genzel和Andrea Ghez各自带领着一个独立的研究小组 ， 以探索我们的银河系中心区域 。我们的银河系状似一张圆盘 ， 直径达到10万光年 ， 其中有云气和尘埃 ， 以及几千亿颗恒星；其中之一就是我们的太阳 。我们从地球上望去 ， 巨大的星际气体和尘埃遮挡了大部分来自银河系中心的可见光芒 。红外线望远镜和无线电技术首次让天文学家得以穿越这些障碍 ， 观测到银河系中心的恒星 。
Genzel和Ghez循着恒星的运行轨道 ， 提出迄今为止最有说服力的证据：银河系中心隐藏着一个看不见的超大质量物体 。黑洞是唯一可能的解释 。
聚焦中心
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银河系俯视图 。我们的银河系状似一张圆盘 ， 直径达到10万光年 。银河系的漩涡臂由云气和尘埃以及几千亿颗恒星组成；其中之一就是我们的太阳 。
五十多年来 ， 物理学家一直在怀疑 ， 银河系的中心可能存在一个黑洞 。自从二十世纪六十年代初发现类星体以来 ， 物理学家就推测 ， 大多数大型星系（包括银河系）的内部可能存在超大质量黑洞 。但是 ， 目前尚无人能解释 ， 星系和它们的黑洞 ， 到底是如何形成的 。
一百年前 ， 美国天文学家Harlow Shapley率先确定了银河系的中心 ， 指向人马座 。在后来的观测中 ， 天文学家发现那里有强大的无线电波源 ， 他们把这个无线电波源称为“人马座A*” 。等到二十世纪六十年代末 ， 人们发现人马座A*占据了银河系中心 ， 银河系内的所有恒星都围绕其运行 。
但一直到二十世纪九十年代 ， 我们才有了更大的望远镜和更好的设备 ， 可以对人马座A*进行更为系统的研究 。Reinhard Genzel和Andrea Ghez 分别启动了各自的项目 ， 试图透过厚厚的尘埃云观察银河系的中心 。他们和自己的研究团队一起 ， 开发和完善各自的技术 ， 构建独特的仪器并投身于长期的研究 。
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