黑洞‘伸出黑手’光线‘拚命挣扎’

【美国《科学日报》网站6月27日文章】题：科学家观察到光挣扎着摆脱黑洞的引力
爱因斯坦广义相对论一项关键的预测是，从黑洞附近散发出来的光线在摆脱黑洞产生的万有引力时丧失了能量，科学家目前发现了证明此项预测的证据。
黑洞这种天体具有极强的引力，以致任何东西——即便是光——在经过其边界（被称作视界）时都被其捕获，无法逃逸。这使人们无法观测到黑洞，但是，它们对接近———而不是超过——其视界的物体的强大引力证明了它们的存在。
天文学家想要观测黑洞附近的区域，因为他们认为，根据爱因斯坦的理论，黑洞强大的引力能使周围的空间和时间弯曲。
钱德拉X射线天文台和多面镜X射线观测卫星此次观测到的空间弯曲，还为研究黑洞周围混乱的气体漩涡———被称作吸积盘———提供了新证据：科学家在吸积盘内小的局部区域发现了光亮的热点，这是描绘类似区域所需的关键一步。
科学家观测的是一个名为NGC　3516的星系，据信，该星系中心有一个特大质量黑洞（黑洞体积各异；特大质量黑洞的质量可能相当于太阳质量的几百万至数十亿倍）。当该中心位置的气体在黑洞强大吸引力的作用下，温度升高到几百万度时，就会辐射X射线。
科学家通过光谱仪绘制出上下起伏的线条，波峰位置（发射线）表明光以某种能量发射。在实验室中，用X射线轰击气态铁结果会释放X射线，在光谱仪上出现一个高峰，表明光在此刻以一定能量发射。
在太空中，这种高峰会被扭曲，扭曲程度取决于发散气体的物理条件。例如，根据多普勒效应，围绕一个物体的热气体具有一种双角外形。也就是说，一些气体向我们运行，轻微地加强了它释放出的X射线的能量，而一些气体则远离我们，轻微地削弱了X射线的能量。结果，光谱线上就会出现两个波峰，一个代表被增强的X射线，一个代表被削弱的X射线。
戈达德航天中心的简·特纳博士说，观测结果有力地支持了广义相对论的预测，驳斥了所谓的康普顿化（康普顿是美国物理学家，发现康普顿效应并解释X射线与电子撞击时波长的变化——本报注）假说。在康普顿化的过程中，光子与电子相撞，失去能量。