物理学家：“解救”被困黑洞的信息并非不可能
黑洞是宇宙的一个神秘所在，拥有令人惊异的密度和引力。包括光线在内，任何形式的辐射都无法逃脱它们的魔爪。黑洞如何形成，科学家知之甚少，更不用说内部构造。不过，科学家从未放弃努力。根据他们进行的一项新实验，利用量子力学手段“解救”被困黑洞的信息具有可能性
横幅图片：此图显示了我们银河系的基本结构：螺旋盘（spiral disk），中央核球（bulge），以及恒星和球状星团的漫射晕（diffuse halo）。银河系周围的大量暗物质晕并没有显示。 Credits: NASA, ESA and A. Feild (STScI) 我们没法称出整个银河系的质量，然则天文学家已经能使用NASA的哈勃太空望远镜和欧洲航天局的盖亚卫星（Gaia satellite），对我们银河系的质量举行准确的丈量。 凭据最新的丈量数据，银河系约莫有1.5万亿太阳质量（solar mass，太阳质量约为2*10^30kg）。这其中只有很小一部门来自银河系中约莫2000亿颗恒星和中央一个400万太阳质量的超大质量黑洞。大部门质量来自暗物质，一种“看不见”的神秘物质，就像宇宙中的脚手架一样，将恒星保持在它们的星系中。（我们为什么知道暗物质的存在呢？请看文末）
左边是哈勃太空望远镜拍摄的一部门球状星团NGC 5466的图像。右边的动图对比了相隔十年拍摄的哈勃图像以盘算星团的速率。靠山中的网格有助于显示远景星团（位于52,000光年之外）中的恒星运动。注，靠山星系（划分位于中心右上和中心左下）似乎没有移动，由于它们距离我们数百万光年之远。 Credits: NASA, ESA and S.T. Sohn and J. DePasquale (STScI) 早在几十年前的研究就使用了种种观察手艺来估算我们银河系的质量，估量值在5000亿到3万亿太阳质量之间。改善后的丈量值靠近这个局限的中心。 太空望远镜科学研究所（STScI，位于马里兰州的巴尔的摩）的Roeland van der Marel说：“我们希望更准确地领会银河系的质量，以便我们可以将其置于宇宙学靠山中并与星系演化模拟举行对照。不知道银河系的正确质量会为许多宇宙学问题带来问题。” 与宇宙中的其他星系相比，新的质量估量使我们星系置于较大的一边。最轻的星系约莫有10亿个太阳质量，而最重的则有30万亿（是轻的30,000倍）。银河系的质量（1.5万亿太阳质量）对于其亮度的星系来说是相当正常的。 天文学家使用哈勃望远镜和盖亚卫星来丈量球状星团的三维运动，球状星团（globular clusters）就像个伶仃的球形岛，每个都包罗数十万颗恒星，每颗恒星围绕我们银河系的中央运行。 虽然我们并看不到，但暗物质是宇宙中物质的主要形式，我们可以通过它对像球状星团这样的可见物质的影响来权衡它的质量。星系质量越大，其中的球状星团在重力作用下运动得越快。大多数先前的丈量一直沿着到球状星团的视线，因此天文学家知道球状星团靠近或远离地球的速率。然而，哈勃和盖亚记录了球状星团的侧向运动，从中可以盘算出更可靠的速率（因此也可以盘算重力加速率）。 哈勃望远镜和盖亚的观察是互补的。盖亚卫星专门用于在整个银河系中建立正确的天文物体三维舆图并跟踪它们的运动。它举行了正确的全天丈量，包罗许多球状星团。哈勃望远镜的视野较小，但它可以观察较暗的恒星，因此可以瞥见更远的星团。这项新研究用了盖亚丈量的65,000光年内的34个球状星团，以及哈勃从10年间拍摄的图像中获得的130,000光年内的12个星团。 当盖亚和哈勃望远镜的丈量效果连系，天文学家可以估算出银河系距地球近100万光年内的质量漫衍。 “我们从宇宙学模拟得知星系中质量的漫衍应该是什么样的，因此我们可以盘算出这种推断对于银河系的准确水平，
真空非空：地表最强激光冲击能量极限，将让虚粒子无处遁形
若在遥远缥缈的太空深处有这样一个地方――它距离地球许多光年，同时与任何星云、恒星和单原子都相距无限远。那我们会尝试用许多词汇来描述它：虚无之地、真空或者宇宙的空白。但实际上，这片虚无的真空区域却并非一片死寂，相反里面充斥着活跃的粒子活动。
”欧洲南方天文台（European Southern Observatory，位于德国加兴）的Laura Watkins说。她是这次哈勃/盖亚研究的第一作者，该论文将揭晓在《天体物理学杂志（The Astrophysical Journal）》上。这些盘算基于盖亚和哈勃望远镜对于球状星团运动的正确丈量，使研究人员能够确定整个银河系的质量。 银河系中最早的“住户”，球状星团包罗已知最古老的恒星，可追溯到大爆炸后的几亿年内。它们形成于银河系螺旋盘之前，我们的太阳系就在螺旋盘上。 “由于它们的距离很远，球状星团是一些最好的示踪剂（tracers），天文学家可以丈量星系周围暗物质的伟大质量，它们的漫衍远远超出星系的螺旋盘，”STScI的Tony Sohn说道，他向导了哈勃的丈量。 本研究中的国际天文学家团队包罗Laura Watkins（欧洲南方天文台，位于德国加兴）、Roeland van der Marel（太空望远镜科学研究所和约翰霍普金斯大学天体物理科学中央，位于马里兰州巴尔的摩）、Sangmo Tony Sohn（太空望远镜科学研究所，位于马里兰州巴尔的摩）和N. Wyn Evans（剑桥大学，位于英国剑桥）。 哈勃太空望远镜是NASA和ESA之间的国际合作项目。NASA的戈达德太空飞行中央卖力治理望远镜，太空望远镜科学研究所（STScI）卖力哈勃科学运营。 STScI由华盛顿特区天文研究大学协会为NASA运营。
暗物质的观察证据：
1. 星系自转曲线（Galaxy Rotation Curves）
Credit：Van Albada et al. (左), A. Carati, via arXiv:1111.5793 (右). 上图是星系NGC 3198中恒星轨道速率vs距星系中央的距离。右图第一条曲线上的点是观察值，第二条是理论曲线（左图类似）。凭据经典力学，当恒星离中央越远，它们的速率变慢。但观察示意，随着离星系中央的距离增添，恒星的轨道速率基本稳定，说明有我们看不见的质量来维持这个速率，而且暗物质的漫衍远超出于我们看的见的星系的界限。
2. 子弹星系团（The Bullet Cluster）
Credit：NASA 上图是两个星团由于引力相互靠近并发生碰撞后的合成图片。紫色部门是哈勃望远镜通过引力透镜（gravitational lensing，即光通过引力而弯曲，弯曲水平取决于引力场的强弱，从而可估算质量漫衍）检测到的星团质量，粉色部门是钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory）检测到的X射线。这两个质量中央并不重合：X射线来自于“热气体（hot gas），”碰撞使它们相互作用；而引力透镜检测到的暗物质并不相互作用，它们直接穿过对方，并不像示意气体质量的粉色部门还在“纠缠”。 除了这两个，暗物质的观察证据还包罗星系团（Galaxy Clusters）、宇宙微波靠山 （CMB，Cosmic Microwave Background）、大尺度结构的形成（Large-Scale Structure Formation）等。
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