以色列特拉維夫大學(xué)的哈加伊·內(nèi)策爾教授開發(fā)了一種高精確測(cè)量天體距離的方法，黑洞的特性被用于測(cè)量遙遠(yuǎn)天體數(shù)十億光年的距離，內(nèi)策爾開創(chuàng)了對(duì)遙遠(yuǎn)天體的距離進(jìn)行測(cè)量的獨(dú)特方法，天文學(xué)家得以追溯宇宙更為遙遠(yuǎn)的過去，他們?cè)诙嗄昵暗挠^測(cè)中發(fā)現(xiàn)，宇宙膨脹的速度比原先的估計(jì)要快得多，2011年，一個(gè)天文學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)了宇宙的加速膨脹現(xiàn)象，由此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，然而，怎樣在超大尺度上測(cè)量宇宙膨脹的加速度？一直是一個(gè)懸而未決的科學(xué)難題，天文學(xué)家面臨了大距離天體測(cè)量的挑戰(zhàn)。

特拉維夫大學(xué)的物理學(xué)和天文學(xué)學(xué)院的內(nèi)策爾教授與中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所的研究員王建民、 杜普、 陳胡以及巴黎天文臺(tái)的大衛(wèi)·爾斯-加博博士開展了國(guó)際科學(xué)合作，他們開發(fā)的測(cè)量方法有巨大的潛力和極高的準(zhǔn)確性，測(cè)量的天體距離達(dá)到了數(shù)十億光年。國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用了特定類型黑洞的特性，這些活躍的黑洞隱藏在星系的中心。通過對(duì)非常遙遠(yuǎn)星系的測(cè)量實(shí)現(xiàn)了奇妙的“時(shí)空轉(zhuǎn)換”，天文學(xué)家在非常遙遠(yuǎn)的星系實(shí)際上看到了宇宙年代久遠(yuǎn)的過去，在距離測(cè)量的基礎(chǔ)上計(jì)算出宇宙在非常年輕時(shí)期的膨脹率。

國(guó)際合作科學(xué)團(tuán)隊(duì)的研究成果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》雜志，他們采用的測(cè)量方法考慮了被黑洞吞噬的周圍物質(zhì)發(fā)出的強(qiáng)烈輻射，氣體物質(zhì)在被黑洞吸入的過程中處于持續(xù)的加熱狀態(tài)，受熱的氣體物質(zhì)釋放了巨量的輻射能，從黑洞視界的周圍噴出了罕見的能量，相當(dāng)于在一個(gè)大星系中由1000億顆恒星釋放的總能量的1000倍，黑洞視界以外的能量輻射極為強(qiáng)烈，即使在非常遙遠(yuǎn)的距離上，天文學(xué)家也能夠觀測(cè)到黑洞周圍的劇烈輻射。

測(cè)量未知的遙遠(yuǎn)距離是一項(xiàng)技術(shù)上的挑戰(zhàn)，天文學(xué)家在測(cè)量天體距離時(shí)利用了物理輻射的特性，這是天文測(cè)量所依據(jù)的基本原理，然而，天文學(xué)家以前從未利用過黑洞的特性來測(cè)量天體的距離。從黑洞周圍釋放的能量最終到達(dá)了達(dá)地球，天文學(xué)家通過對(duì)到達(dá)地球的輻射能量的測(cè)量推斷出黑洞與地球的距離以及黑洞輻射能量發(fā)出的時(shí)間。準(zhǔn)確性輻射數(shù)量的測(cè)量取決于黑洞的屬性，國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)選取了特定類型的黑洞，它們釋放的輻射總量與自身的質(zhì)量成正比。

長(zhǎng)期以來，天文學(xué)家在測(cè)量黑洞的輻射量時(shí)使用了質(zhì)量測(cè)量的方法，合作團(tuán)隊(duì)檢驗(yàn)了理論的可行性，首先對(duì)距離地球較近或僅有幾億光年的黑洞進(jìn)行了觀測(cè)，證實(shí)了測(cè)量方法的可靠性和有效性，合作團(tuán)隊(duì)采用的測(cè)量方法將被添加到天體距離測(cè)量的工具箱，新的方法能夠測(cè)量的距離更遠(yuǎn)，對(duì)現(xiàn)有超新星“標(biāo)準(zhǔn)燭光”的測(cè)量方法是一個(gè)有益的補(bǔ)充。

揭示暗能量的屬性是現(xiàn)代天文學(xué)的一大熱點(diǎn)，對(duì)非常遙遠(yuǎn)的天體距離的測(cè)量十分關(guān)鍵，可以幫助人們解開宇宙中一些最為神秘的現(xiàn)象，宇宙的年齡大約是140億年，天文學(xué)家深知對(duì)遙遠(yuǎn)天體距離測(cè)量的意義，對(duì)數(shù)十億光年距離的測(cè)量相當(dāng)于追尋宇宙遙遠(yuǎn)的過去，從非常遙遠(yuǎn)的天體接收了光輻射，它們是從非常年輕的宇宙發(fā)出的?！鞍的芰俊笔亲钪档藐P(guān)注的宇宙能量，在宇宙學(xué)研究中有至關(guān)重要的意義，表現(xiàn)為“反重力”特性的暗能量推開了星系之間的距離，它們是宇宙加速膨脹的能量之源。宇宙學(xué)研究有物理學(xué)的基礎(chǔ)，它的終極目標(biāo)之一是理解暗能量的特性，回答宇宙學(xué)中久而未解的謎題，其中包括了在宇宙過去的演變中，暗能量是否保持不變？在宇宙未來的演變中，暗能量是否發(fā)生變化？

（編譯：2021-4-23）

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