磁场和引力场的“双世叠加”构筑黑洞模型

令人惊叹的超强磁场挑战了黑洞的引力拖动，一项黑洞物理学研究成果表明，在星系中心的超大质量黑洞产生了超强的磁场，在黑洞动力学的机制中发挥了重要作用。黑洞磁场的作用力给研究人员留下了深刻印象，他们事实上考察了数十个黑洞，这些黑洞磁场的强度足以抗衡黑洞的引力作用。德国波恩的马克斯·普朗克研究所之射电天文学分所和美国能源部的劳伦斯·伯克利国家实验室进行了一项合作研究，合作团队对黑洞磁场的强度和作用机制展开了观测和分析，相关的研究成果发表在《自然》杂志上。

从1931年创建伯克利实验室到现在，伯克利实验室的科学家一共荣获了13项诺贝尔科学奖，加州大学负责管理和运行伯克利实验室，他们在天文学领域重点研究和揭示了宇宙的起源与终极命运。在《自然》杂志发表的成果表明，伯克利实验室的研究员亚历山大·泰和霍夫斯基解释了他们的研究成果，科学家第一次对黑洞附近的磁场开展了系统性测量。自信和自豪的心情来源于足够的观测数据，他们克服了过去观测数据的不足，不只是观测了一个黑洞或两个黑洞，而是从76个黑洞的观测中取得了数据。泰和霍夫斯基目前是加州大学伯克利分校的一名博士后研究员，他在之前的研究中开发了黑洞的计算机模型，在黑洞模型中加入了磁场的作用。

黑洞的计算机模型有一个显著的特征，在黑洞周围有一个超强的磁场，黑洞磁场和黑洞重力场发挥了双重作用力。泰和霍夫斯基团队构建的物理模型预测了黑洞的强大磁场，但缺少足够的观测证据，之前对黑洞磁场强度的预测一直得不到观测的证明。黑洞磁场和引力场产生了“叠加效应”，两种作用力形成了力的平衡现象，产生了一种奇特的物理现象，在黑洞磁场的周围漂浮了气体云，这些气体云好像“漫不经心”地漂移，不仅没有被黑洞的强大引力吸入，跌入“万劫不复”的“万丈深渊”，而且在黑洞视界的周围“若无其事”地漂游，好似在一大片骄阳似火的沙漠找到了一处清凉的绿洲。

伯克利实验室的科研人员从超大质量黑洞向外喷射的柱状气流中找到了黑洞超强磁场存在的证据，磁场的强大作用是黑洞柱状喷流发生的原因之一，黑洞喷流发出了强烈的电磁辐射，以喷流的电磁辐射为载体，研究人员对靠近黑洞的磁场强度进行了测量。马克斯·普朗克研究所之射电天文学分所（MPIFR）的默罕默德·扎门宁那萨博最先提出了对黑洞喷流进行测量的设想，合作科学团队开发了对磁场强度进行测量的有效方法。

其它科学团队使用了非常长的基线射电望远镜阵列，在巨大网状阵列射电望远镜的帮助下，科研人员接收了从强射电活动星系发出的射电辐射信号，在对不同时期收集的射电信号进行分析的基础上，他们绘制了不同波长的射电辐射图谱，经过对不同射电图谱的分析比较，他们发现了黑洞喷流位移的特征，从而计算出靠近黑洞的磁场强度。伯克利实验室的科研人员从计算的结果中发现，黑洞的磁场强度与黑洞的引力强度同样强大。为了比较一个黑洞磁场的强度，可以设想一下核磁共振（MRI）的磁场强度，在医院使用了核磁共振仪器，机器内的磁场强度通常是地球磁场强度的1万倍。

合作科学团队的观测和计算成果含有深刻的物理意义，理论物理学家将会重新理解和描述黑洞的行为，黑洞磁场的作用力是不可忽略的，黑洞的磁场异常强烈，气体状物质跌入了黑洞，从黑洞喷出的流束出现了令人难以预料的变化，黑洞产生了吞噬物质和喷发能量的双向过程，“一进一出”的转化行为可能比人们之前的理解方式更为剧烈，理论物理学家可能要重新考虑黑洞的理论模型，重新修正或建构过去的理论架构，单一的相对论引力模型可能忽略了黑洞磁场的强大作用。

（编译：2014-6-6）