愛因斯坦預言成真？科學家發現黑洞周圍存「墜入區」 物質會加速到光速

科學家近日利用太空望遠鏡觀測到物質以光速墜入黑洞的景象，證實了愛因斯坦的廣義相對論中所預言的「墜入區」的存在。

首次觀察到從恆星外緣剝離的電漿最終墜入黑洞中心

這項研究成果由牛津大學物理系的研究團隊進行，他們使用了NASA的NuSTAR和NICER太空望遠鏡。研究結果於《皇家天文學會月報》期刊上發表。

透過觀測「墜入區」，研究團隊可以揭示黑洞和時空本質的一些基本奧秘。這是首次觀察到從恆星外緣剝離的電漿如何最終墜入黑洞中心。這一發現使科學家們能夠利用黑洞研究來研究已知最強的重力場。

科學家探測到來自黑洞吸積盤發出的X射線

活躍的黑洞周圍環繞著吸積盤，由氣體雲和恆星剝離的物質組成的巨大羽流。當吸積盤螺旋式墜入黑洞時，會因摩擦而加熱到極高的溫度。研究人員將兩架太空望遠鏡對準一個名為MAXI J1820+070的黑洞，並探測到來自黑洞吸積盤發出的X射線。

證實「墜入區」的存在

通過數學模型的分析，研究人員發現只有當模型包含來自「墜入區」物質的光線時，數據才能匹配，這證實了「墜入區」的存在。研究人員表示，透過收集和研究來自這個「宇宙瀑布」的更多光線，他們將對黑洞周圍極端環境獲得更深入的了解。

助於深入理解重力和物質對最強形式重力的反應

「墜入區」位於黑洞事件視界的邊緣，事件視界是黑洞的「不歸點」，一旦越過這個界限，重力就變得如此強大，以至於連光都無法逃脫。科學家們相信，這一研究成果代表著黑洞研究中的一個令人興奮的新發展，使他們能夠調查黑洞周圍的最後一個區域，從而更深入地理解重力和物質對最強形式重力的反應。

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劍橋大學研究團隊近日在距離地球700萬億英里的系外行星K2-18b的大氣中，檢測到可能與生命相關的化學物質，這為尋找宇宙中生命提供了迄今最有力的證據。

韋伯太空望遠鏡發現K2-18b行星或存生物跡象

美國太空總署（NASA）的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）第二次在這顆行星的大氣中發現了潛在的生命信號，引發了全球科學界的熱烈討論。儘管這一發現仍需要更多數據來進行驗證，但這可能會改變人類對宇宙生命的理解。

劍橋大學天文學研究所的首席研究員尼庫·馬杜蘇丹（Nikku Madhusudhan）教授帶領團隊，利用JWST分析了K2-18b的大氣，發現了二甲基硫（DMS）和二甲基二硫（DMDS）等兩種分子。這兩種氣體在地球上主要由海洋浮游植物和細菌產生，暗示著K2-18b可能存在類似於生命活動的情況。馬杜蘇丹表示：「這些氣體的含量比地球上高出數千倍，如果與生命有關，那麼這顆行星可能充滿著生命。」他預測，在一到兩年內有望取得決定性的證據，確認生命的存在。

結果僅達到了「三西格瑪」   尚未達到科學界認可的「五西格瑪」

儘管這一發現令人振奮，研究團隊強調，目前的結果僅達到了「三西格瑪」（99.7%的信心水平），尚未達到科學界所認可的「五西格瑪」（99.99999%）的標準，因此無法正式宣稱發現生命。18個月前，團隊首次報告類似的信號時僅達到了「一西格瑪」（68%），受到了質疑，如今可信度有了顯著提升，但仍需要更多的觀測來確認。愛丁堡大學的凱瑟琳·海曼斯（Catherine Heymans）教授指出，即使數據可靠，這些分子也可能來自非生物地質活動，無法斷定其來源於生命。

對於K2-18b的本質和生命信號還存在著激烈的學術辯論

K2-18b的體積約為地球的2.5倍，環繞著一顆紅矮星運行，其大氣缺乏氨氣，推測下方可能存在一個液態海洋吸收了氨氣，這對生命的存在是有利的。然而，劍橋大學的奧利佛·肖特爾（Oliver Shorttle）提出，如果其下方是熔融岩漿海洋，生命存在的可能性將大大減少。NASA的尼可拉斯·沃根（Nicolas Wogan）則認為，K2-18b可能是一顆沒有地表的氣態巨行星。這些分歧表明，對於K2-18b的本質和生命信號還存在著激烈的學術辯論。

韋伯太空望遠鏡解析了大氣的化學成分

JWST的強大性能是這一發現的關鍵。它通過分析K2-18b環繞的恆星穿過其大氣的光線，解析了大氣的化學成分，捕捉到微弱的生命線索。馬杜蘇丹表示，團隊在一次觀測中就偵測到了多種氣體，這讓他們感到意外。這項技術不僅為K2-18b的研究開辟了新途徑，也為探索其他系外行星的生命可能性提供了希望。

科學數據模擬K2-18b的樣子 NASA官網圖片

K2-18b可能成為人類探索宇宙的重要里程碑

馬杜蘇丹坦言，要確認K2-18b是否存在生命還需要時間，但如果成功，這將證明銀河系中生命的普遍存在，並回答「人類是否是宇宙中唯一存在的生命」的終極問題。他說：「這可能是人類首次接近發現宇宙生命的轉捩點。」團隊正與其他研究小組合作，測試這些分子是否可以由非生物過程產生，力求排除所有可能性。

這一發現讓科學界和公眾對尋找宇宙生命充滿期待。隨著JWST持續進行觀測和數據收集，K2-18b可能成為人類探索宇宙的重要里程碑，開啟生命起源的新篇章。更多的進展可以關注劍橋大學和NASA的官方更新。