一个巨大的黑洞突然变暗，没人知道为什么

从2018年开始，天空中最亮的X射线之一变暗了，科学家们还不确定原因。

造成这个谜团的黑洞位于GRS 1915+105，一个距离地球36000光年的恒星系统，其中包含一个普通的恒星和银河系中第二重的黑洞。

这个重量级的黑洞是太阳质量的10到18倍，仅次于银河系中心的超大质量黑洞Sagittarius A* (或SgrA*)。GRS 1915+105黑洞周围的区域通常发出强烈的X射线，因为它吞噬着它的伴星。当物质在宇宙的漩涡中旋转时，其中的粒子相互摩擦，产生能量，然后掉入黑洞中心的黑暗。这个旋转的物质是黑洞的吸积盘，随着黑洞吞噬越来越多的物质，它会发出X射线。

但是研究人员在2018年7月开始看到了一些令人惊讶的事情：GRS 1915+105系统发出的光开始变暗。然后，在2019年初，光线变得更暗，没有人见过这样的事情。那么，发生了什么呢？

从遥远的星系到我们自己太阳系的行星、卫星和小行星，你将发现关于宇宙的丰富事实，并了解正在开发的新技术、望远镜和火箭，它们将揭示更多的宇宙奥秘。换句话说，有些东西挡在了光源和一直在监测这个物体的Swift X射线望远镜之间，遮挡了望远镜的视线。

什么是黑洞？黑洞是一种类星体，就像一个理想的黑体，它不反光，且有着极强大的引力，以致形成所有的粒子与光等电磁辐射都不能逃逸的区域。广义相对论预测，足够紧密的质量可以扭曲时空，形成黑洞；不可能从该区域逃离的边界称为事件视界。虽然，事件视界对穿越它的物体的命运和情况有巨大影响，但对该地区的观测似乎未能探测到任何特征。此外，弯曲时空中的量子场论预测，事件视界发出的霍金辐射，如同黑体的光谱一样，可以用来测量与质量反比的温度。在恒星质量的黑洞，这种温度往往在数十亿分之一K，因此基本上无法观测。

黑洞是如何形成的？黑洞是由临界值以上的大质量恒星“死亡”后形成的一种特殊天体，最初，一般典型的恒星，如太阳，它们是靠氢聚变维持能源的。随后氢耗尽，由于重力的压进，核心的环境变得氦开始聚变。质量更大的恒星，会向更重的元素进行核聚变，直到铁为止。当恒星的核心变成铁时，核聚变就停止了，因为铁是最稳定的元素，不能再释放能量。这时，恒星的核心就失去了支撑，无法抵抗重力的压缩，于是发生坍塌。如果恒星的质量超过一定的极限，坍塌就无法停止，最终形成一个体积无限小，密度无限大，质量无限大，时空曲率无限大的奇点，也就是黑洞。

黑洞有什么特性？黑洞有很多奇妙的特性，其中最重要的是黑洞的质量、自旋和电荷。这三个参数决定了黑洞的外观和行为，也是黑洞的唯一可观测的特征，被称为“无毛定理”。黑洞的质量决定了它的事件视界的大小，也就是黑洞的“半径”。黑洞的自旋决定了它的事件视界是否呈现出椭圆形，以及它周围是否存在一个叫做“极限环”的区域，这里的物质被迫随着黑洞一起旋转。黑洞的电荷决定了它的事件视界是否会因为电磁力而略微变形，以及它是否会产生一个叫做“爱丁顿-诺德斯特伦-卡特解”的复杂的引力场。

黑洞如何影响周围的物质和光？黑洞有着强大的引力，对周围的物质和光会产生各种影响。黑洞会吸引周围的物质，形成一个吸积盘，这些物质在高速旋转和摩擦的过程中，会发出强烈的电磁辐射，尤其是X射线。其次，黑洞会扭曲周围的时空，使得光线的路径发生弯曲，这种现象叫做重力透镜效应。有时，重力透镜效应会使得同一个光源的影像出现多次，或者形成一个环状的光环。黑洞会影响周围的时间流速，使得靠近黑洞的物体或观测者的时间变慢，这种现象叫做引力红移。如果一个物体或观测者跨越了黑洞的事件视界，那么它就永远无法返回，也无法与外界通信，因为在事件视界内，所有的方向都指向黑洞的中心。

黑洞能否为人类所用呢？这是一个很有趣的问题，但也很难回答。因为现实中，人类无法直接接触或控制黑洞，黑洞距离我们太远，而且它们的引力太强，任何靠近它们的物体都会被撕裂和吞噬。所以，我们只能通过观测黑洞对周围环境的影响，来研究它们的性质和规律。

不过，黑洞的研究并不是没有意义的，它可以帮助我们深入理解宇宙的奥秘，探索物理学的极限，推动科技的进步。例如，为了观测黑洞的重力波，人类建造了巨型的激光干涉仪，如LIGO和Virgo，这些仪器可以精确地测量空间的微小变化，也可以用于其他领域的应用，如地震学、地质学、气象学等。

另一个例子是，为了拍摄黑洞的影像，人类利用了全球的射电望远镜，组成了一个虚拟的事件视界望远镜，这是一个前所未有的国际合作项目，它展示了人类的创造力和团结力，也为未来的天文学和信息技术开辟了新的可能性。

还有一个例子是，为了理解黑洞的物理，人类发展了许多先进的数学和计算机模型，如广义相对论、量子场论、数值相对论等，这些模型不仅可以用来模拟黑洞的行为，也可以用来解决其他复杂的问题，如流体力学、材料科学、密码学等。