130亿光年外 发现100个超大黑洞 长这样…(组图)

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台湾的国立清华大学天文所副教授后藤友嗣以图片示意,寻找超大质量黑洞(黑点)的有效方法,就是观测黑洞吞噬周围物质过程中,发出明亮光芒的“类星体”(Quasar)。(清大提供)

台湾的国立清华大学天文所副教授后藤友嗣与日本爱媛大学、东京大学、美国普林斯顿大学等国际研究团队合作,穿越广袤银河,在距离地球约130亿光年的超远方宇宙,发现100个质量比太阳还大100万倍以上的超大质量黑洞(Supermassive Black Holes)。

国立清华大学发布新闻稿表示,由日、台、美、德、西班牙46位学者组成的国际研究团队3月13日在东京大学对外界发表这项突破性的天文发现。

天文学界估计宇宙的年龄约为138亿年,后藤友嗣老师表示,这项耗时3年的观测也发现,在宇宙形成的非常初期,也就是约130亿年前、即5%的前期,已出现了许多超大质量黑洞,“就像娇小的母亲为何能产下巨婴?令人感到不可思议,也留下许多待解的谜团。”

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台湾的国立清华大学天文所副教授后藤友嗣携手国际团队,在距离地球约130亿光年的超远方宇宙发现百个超大质量黑洞。(清大提供)

后藤解释,宇宙大霹雳后的30万年处于没有恒星、没有星系的黑暗时代,后来发生了“再电离”,充满宇宙的中性氢原子产生相变,让宇宙变得透明,这是宇宙历史上很重要的事件,但是什么促成再电离?学界仍未有定论。过去认为最可能的假说即是超大黑洞所造成。

因此,全球许多天文研究团队都极力要找到这些质量为太阳的100万到100亿倍的超大质量黑洞。而寻找超大黑洞的有效方法,就是观测黑洞吞噬周围物质过程中,发出明亮光芒的“类星体”(Quasar)。过去仅有极少数非常明亮的类星体被发现。

后藤所属的研究团队采用日本国立天文台在夏威夷的SUBARU望远镜,及西班牙加那利、智利双子星共三个大口径望远镜,搭配最先进的超广角相机HSC,大幅提升观测灵敏度,观测到过去未能发现、仅发出弱光的类星体。

团队累计进行了共300夜的密集观测,每夜观测费用高达300万台币,共发现83个新的超大黑洞、并重新确认17个过去有光谱纪录的超大黑洞。“这是黑洞观测史上的一大跃进。”后藤兴奋地表示。

后藤进一步说明,经由发现黑洞分布的密度,团队也证实,100个黑洞产生的辐射能量不足以导致宇宙再电离,起码要1,000个黑洞才有此可能,推翻了黑洞造成宇宙再电离的假说。学界未来将进一步研究宇宙初期出现的大量星系是否为“再电离”成因。

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台湾的国立清华大学天文所副教授后藤友嗣携手国际团队,在超远方宇宙发现百个超大质量黑洞。(清大提供)

走进后藤在清华大学的办公室,除了黑洞研究海报,最亮眼的就是书柜里满满的马拉松赛奖杯,及墙上一张张他高高跃过终点线的英姿照。从他2014年加入清华以来,这5年的校庆环校路跑教职员冠军都只有一个名字——后藤友嗣。除了在校园跑,国内各项马拉松赛事也经常可以看到这位日籍教授的身影。

后藤笑说:“天文学家是在晚上观测的,白天不晓得要做什么,我就绕着天文台一圈圈地跑。”他经常造访的夏威夷天文台海拔高度超过4,000公尺,空气稀薄、含氧量低,正是马拉松选手高海拔训练的绝佳地点。

作为专研黑洞的学者,后藤常说,研究最难的就是在数以亿计的资料中,寻找代表黑洞的那一个小点,这需要长足的耐性,也与他热爱的马拉松运动特性相仿。他高中时加入天文社团,就对宇宙的大小及起源着迷,立下成为天文学家的志向。

后藤说,他很喜欢台湾的研究环境,师生相处就像朋友,学生选择研究方向也很自由。清大物理系大四生吕亭谊在后藤的指导下,也参与了此次跨国的超大黑洞研究团队,得到许多宝贵经验。

吕亭谊表示,后藤老师非常和善可亲,师生之间完全没有隔阂;他也很鼓励他们接触最新的研究,而不只是做老师做过的类似研究。她说,最感谢他常鼓励她克服害羞内向的个性,并陪她练习发表。吕亭谊说,未来想和后藤老师一样,继续研究宇宙学、黑洞领域。

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这里有100个类星体 - 被认为是由其中心的超大质量黑洞提供动力 - 通过安装在斯巴鲁望远镜上的超级Suprime-Cam的数据进行识别。 前7行代表了83个新发现。 底部的2行代表调查区域中17个先前已知的类星体。 图片来自日本国家天文台

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来自最遥远的类星体之一的光,由其核心的超大质量黑洞提供动力,距离地球约130.5亿光年。 该领域的其他物体主要是银河系中的恒星,以及沿着视线看到的星系。 图像通过Hyper Suprime-Cam / Subaru望远镜/ 日本国家天文台。


paladindancer 发表评论于
如果宇宙是炸出来的一个球 那一定有一个“中心位置”吧 在哪? 都看到130亿光年的东西了 看不到这个点的位置? 探测页探测不到? 还是说总是已地球为宇宙中心在看宇宙 那不是要笑死 就跟几百年前的地心说一样
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广义相对论并不限制空间膨胀的速度。就好比人类最快十秒跑一百米,但是机场的传送带可以五秒一百米,你站到传送带上就可以用三秒多跑完一百米。目前比较好的大爆炸理论是阿伦古斯提出的暴涨理论。
彼采萍兮 发表评论于
搭配最先进的超广角相机HSC. 别是CCD 发热造成的黑洞吧?
JailHer2016 发表评论于
理论物理从来都是反常识,懂的人少。听一听别人的说法有帮助啊。
亮油 发表评论于
新星白洞呢?
yumidiee 发表评论于
楼下白云蓝天应该是天文爱好者,科普精神可嘉,但误人子弟就不对了,你的发言漏洞太多。一个基本常识是光速是速度极限,而运动是相对的,也就是说,向东以光速离开地球的星球和向西以光速离开的星球之间相对速度依然是光速。这普通人的确难以理解。
二乘之家 发表评论于
黑洞太远,不足以惧;骗子太多,避之不及。
PAS001 发表评论于
我刚发现,100000亿光年外有100000个超大黑洞。不信你们自己去看。
lurenjia2014 发表评论于
what's the point of life? what's the point of universe? 没有了生命这种病毒,宇宙不照样存在吗? 而且,宇宙大部分空间都是无菌的,生命到底是宇宙不想要的,还是宇宙想要的?
白云蓝天 发表评论于
白云蓝天 发表评论于 2019-03-20 12:22:46
物质自身运动不可能超过光速,但宇宙大爆炸时造成的物质运动速度大于光速亿万倍。
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八戒. 发表评论于 2019-03-20 16:39:45
那就更不可能了,如果那样,首先我们所有的物理定律都是不适用的,那么一个超过光速亿万倍的物体发光,它反方向是永远看不到它啦。
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八戒先去了解一下大爆炸理论吧。
事实上,宇宙仅在10(-33)秒瞬间,经历了100次加倍,得到的尺度是先前尺度的10(30个零)倍,暴涨的是宇宙本身,即空间与时间本身,并不违反光速藩篱。
侃-侃 发表评论于
考虑到宇宙是一个连续空间,其中有无数多个点,每个点只需要有一点点大于零的膨胀,那么多无数个点的膨胀加起来就是 (无限大)X (大于零的一个小数量)= (无限大)超过光速容易的很。
人类只能观察到叠加起来相对地球分离速度小于光速处的星体和天文现象,术语是“可观察的宇宙”。
侃-侃 发表评论于
八戒同志,不是宇宙中某些物体超光速相对运动,而是宇宙整体同时膨胀运动。空间各点都以高速膨胀,那么当你把这些膨胀叠加起来的时候,就好像有物体相互之间以超光速分离了。
八戒. 发表评论于
白云蓝天 发表评论于 2019-03-20 12:22:46
物质自身运动不可能超过光速,但宇宙大爆炸时造成的物质运动速度大于光速亿万倍。
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那就更不可能了,如果那样,首先我们所有的物理定律都是不适用的,那么一个超过光速亿万倍的物体发光,它反方向是永远看不到它啦。
八戒. 发表评论于
这在逻辑上就完全不成立了,距离130亿光年,而宇宙年龄才138亿年,这么大的空间距离是在八亿年内实现的?假设宇宙起源于一点,那么这个大爆炸使得所有星系以超过光速十倍的速度被抛向四周,而我们刚好在宇宙这边,被观察的星系在另一端,这样的话我们才可能现在观察到距离130亿光年的星系啊。呵呵
蘸墨水 发表评论于
duty 发表评论于 2019-03-20 12:14:00

越吹越玄了,130亿光年外,也就是说看到的是130亿光年前的玩意儿,这期间发生了什么谁知道?
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其实我们现在用天文望远镜看到的很多东东都已经不存在了,是多少亿光年前的东东~~~
蘸墨水 发表评论于
3sporter 发表评论于 2019-03-20 11:20:42

我对你们说地上的事,你们尚且不信,若说天上的事,如何能信呢?
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你这是抄袭圣经的话~~~
wx3000 发表评论于
这发现对人类有啥贡献?
JailHer2016 发表评论于
正好一百个,是因为我们处在一个百进制的电脑系统里。
另外,如果质量不随速度增加的话,这个holodeck 就不够大了。
vxmon 发表评论于
正好100个,多了不要
土豆发芽 发表评论于
我们的世界是不是在一个黑洞里面?呵呵一个黑洞里面就是一个独立的世界。
不可以次充好 发表评论于
楼下几位教授的探讨比正文更有意思。
JailHer2016 发表评论于
逛文学城确实能学东西哈,谢谢
白云蓝天 发表评论于
JailHer2016 发表评论于 2019-03-20 12:14:14
银河系的体积还不到太阳的180亿倍?或者说,黑洞的比重不如太阳?
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黑洞体积包括黑洞本身以及其所造成的黑色空间。黑洞本身可能比原子还小,但其影响的范围却极大,人们观察到的黑洞其实就是黑洞所影响范围,在这个范围内,光无法逃逸。同样,人的肉眼是看不到恒星本身,看到的只是恒星所发出可见光的范围。
白云蓝天 发表评论于
听说是不是那个时候物理定律还不适用?
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物理定律只适用于物质自身的运动,而物质自身运动越快,所产生的运动质量就越大,如果某物体的速度达到光速或接近光速,其运动质量几乎是无穷大,所以根本没有如此大的能量来驱动物体使物体达到如此速度。光子是虚粒子,本身没有质量,不会产生运动质量,所以才可能达到如此快的速度。
JailHer2016 发表评论于
白云蓝天 发表评论于 2019-03-20 12:22:46 JailHer2016 发表评论于 2019-03-20 12:10:39
如果那些黑洞和我们都起源于big bang, 是不是说明物质曾经有过运动比光速还快的时期?
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物质自身运动不可能超过光速,但宇宙大爆炸时造成的物质运动速度大于光速亿万倍。
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谢谢!听说是不是那个时候物理定律还不适用?
白云蓝天 发表评论于
JailHer2016 发表评论于 2019-03-20 12:10:39
如果那些黑洞和我们都起源于big bang, 是不是说明物质曾经有过运动比光速还快的时期?
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物质自身运动不可能超过光速,但宇宙大爆炸时造成的物质运动速度大于光速亿万倍。
JailHer2016 发表评论于
这期间人民当家做主了呀
JailHer2016 发表评论于
银河系的体积还不到太阳的180亿倍?或者说,黑洞的比重不如太阳?
duty 发表评论于
越吹越玄了,130亿光年外,也就是说看到的是130亿光年前的玩意儿,这期间发生了什么谁知道?
wangtora 发表评论于
日本人占领台湾
JailHer2016 发表评论于
如果那些黑洞和我们都起源于big bang, 是不是说明物质曾经有过运动比光速还快的时期?
白云蓝天 发表评论于
阿拉丙 发表评论于 2019-03-20 11:34:00
130亿年以前,比太阳还大一百万倍。
是在比吹牛吗?
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宇宙中的已知最大黑洞(Ton 618)是太阳质量的660亿倍,出现在大爆炸后的34亿年。
而质量等于太阳质量180亿倍的黑洞,其体积就等同于整个银河系。
阿拉丙 发表评论于
房中术物理没学好
房中述 发表评论于
光年啊,130亿光年
阿拉丙 发表评论于
130亿年以前,比太阳还大一百万倍。

是在比吹牛吗?
L-Seven 发表评论于
应该是130亿年以前的事了。
3sporter 发表评论于
我对你们说地上的事,你们尚且不信,若说天上的事,如何能信呢?
JailHer2016 发表评论于
5G传来好消息,中国派去的考察队都到了,考察站就设在黑洞边上。
ggsd 发表评论于
中国的超级大天线早就发现了吧?只是保密而已