愛(ài)因斯坦又對(duì)了！旋轉(zhuǎn)黑洞扭曲宇宙時(shí)空

2025年12月18日，科學(xué)家們宣布，他們首次直接觀測(cè)到旋轉(zhuǎn)黑洞扭曲宇宙時(shí)空的證據(jù)。想像一下，當(dāng)你攪拌一碗糖水，轉(zhuǎn)動(dòng)的勺子會(huì)帶動(dòng)周?chē)乃D(zhuǎn)。現(xiàn)在，這一場(chǎng)景放大到了宇宙尺度，一個(gè)巨大的黑洞在旋轉(zhuǎn)，它不僅吞噬一切，還能“拖拽”周?chē)臅r(shí)空，讓整個(gè)宇宙結(jié)構(gòu)像被攪動(dòng)的糖水一樣扭曲。

這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在最新《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)、卡迪夫大學(xué)支持的研究團(tuán)隊(duì)完成。它不僅證實(shí)了愛(ài)因斯坦100多年前的預(yù)言，還為我們揭開(kāi)了黑洞的更多秘密。

黑洞是宇宙中最極端的天體之一。它是由恒星坍縮形成的，當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星耗盡燃料后，核心會(huì)塌縮成一個(gè)密度極高的點(diǎn)——奇點(diǎn)。黑洞的引力如此強(qiáng)大，以至于連光都無(wú)法逃脫。

根據(jù)阿爾伯特·愛(ài)因斯坦1915年提出的廣義相對(duì)論，引力不是一種“力”，而是時(shí)空的彎曲。時(shí)空就像一張巨大的橡膠膜，重物（如行星或黑洞）會(huì)讓它凹陷，影響附近物體的運(yùn)動(dòng)。

旋轉(zhuǎn)的黑洞更特別：它們不只彎曲時(shí)空，還會(huì)“拖拽”它，就像一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺會(huì)拉扯周?chē)目諝狻＿@就是所謂的“框架拖拽”效應(yīng)。簡(jiǎn)單說(shuō)，黑洞旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)像攪拌機(jī)一樣“攪動(dòng)”時(shí)空，導(dǎo)致附近物質(zhì)的軌道搖擺不定。這個(gè)效應(yīng)在日常生活中微乎其微，但在黑洞附近，它能制造出戲劇性的宇宙事件。

研究團(tuán)隊(duì)關(guān)注的焦點(diǎn)是一個(gè)叫AT2020afhd的“潮汐破壞事件”（TDE）。什么是TDE？想像一顆恒星不幸靠近一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。黑洞的引力像潮汐一樣拉扯恒星的兩端，把它撕成碎片。這些碎片會(huì)形成一個(gè)圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的“吸積盤(pán)”——一個(gè)炙熱的、旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)環(huán)，就像土星環(huán)但更狂暴。從這個(gè)盤(pán)中，黑洞會(huì)噴射出接近光速的高能物質(zhì)流，叫“噴流”。在AT2020afhd事件中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，吸積盤(pán)和噴流在以20天的周期搖擺。這不是隨機(jī)晃動(dòng)，而是黑洞旋轉(zhuǎn)拖拽時(shí)空的直接證據(jù)。

為什么這是首次？過(guò)去，科學(xué)家在其他TDE中看到過(guò)穩(wěn)定的信號(hào)，但AT2020afhd的信號(hào)有短期變化，無(wú)法用能量釋放解釋。這讓團(tuán)隊(duì)確信，這就是“框架拖拽”在起作用。通過(guò)分析X射線、無(wú)線電和光譜數(shù)據(jù)，他們描繪出黑洞如何像磁鐵一樣產(chǎn)生“引力磁場(chǎng)”，影響附近物質(zhì)。

令人震驚的是，早在100多年前，愛(ài)因斯坦就提出了黑洞會(huì)產(chǎn)生“框架拖拽”效應(yīng)，但直到現(xiàn)在，我們才有技術(shù)捕捉到它，并直接證實(shí)了廣義相對(duì)論的一個(gè)關(guān)鍵預(yù)測(cè)。它幫助我們了解黑洞的自轉(zhuǎn)速度、吸積過(guò)程（物質(zhì)如何落入黑洞）和噴流的形成。噴流是宇宙中最強(qiáng)大的能量源之一，能影響整個(gè)星系的演化。知道黑洞如何拖拽時(shí)空，就能更好地模擬這些過(guò)程，甚至預(yù)測(cè)更多TDE事件。