如何看待「發現極古老超級黑洞或改寫物理學」?

(2015年)2月25日,天文學家宣布,在128億光年遠的類星體中,發現存在質量為太陽120億倍的極其古老超級黑洞SDSS J0100+2802。該黑洞僅比宇宙年輕9億年,亮度是太陽的420兆倍。

令科學家吃驚的是,它的年齡非常古老,在宇宙極其年輕的時候,它就生成了。《國家地理雜誌》說,若以宇宙為100歲的年齡比喻,這個黑洞是在宇宙6歲的時候形成的。

現有科學理論無法解釋如此質量巨大、能力極強的黑洞為什麼在宇宙的很早時期形成,因此科學家認為此發現將會改寫物理學。

為何要改寫物理學呢?這個黑洞違背了現有的哪些物理理論?


首先亮度是太陽的420兆倍的是那個類星體 不是那個黑洞

為何要改寫物理學呢?主要因為根據現有理論,黑洞和類星體的增長速度是有限制的——當物質掉入黑洞的時候黑洞會放出極強烈的光,會對黑洞外面的物質產生光壓從而減緩外面的物質落入黑洞的速度,所以落入黑洞的物質越多,外面的新物質落入黑洞的速度就越慢。新物質落入黑洞的速度越慢,黑洞增長的速度就越慢。但是在宇宙剛剛形成的9億年里這個黑洞和類星體就長到了如此巨大,讓天文學家不得不重新考慮黑洞的增長速度限制

並且看了Nature上的paper才發現原來這個類星體的發現和論文的發表都是北大的...

source:
http://motherboard.vice.com/read/quasars-are-quazy


這個發現並沒有某些媒體宣傳的那麼意義重大。

第一, 黑洞質量估計誤差很大的, 差個幾倍或者一個量級都很正常; 類星體中心的黑洞質量計算公式是一個非常經驗的公式, 前提假設很多, 其中一環出錯都可能導致黑洞質量相差很大。總體而言, 天文是一個大部分物理參量都誤差很大的領域, 必須小心謹慎測量過程和誤差估計。

第二, 這不是第一次在宇宙早期發現超級大黑洞, 這個黑洞既不是截止目前發現的最早的, 也不是黑洞質量最大的, 只是宇宙相對早期里最大的(比之前發現的宇宙早期最大的大個幾倍而已), 考慮到黑洞估計的誤差, 這充其量也就是給早期宇宙里超大黑洞家族裡添加了一員。

第三, 這個發現導致了對早期超大質量黑洞形成理論的挑戰嗎, 「因此科學家認為此發現將會改寫物理學」? 這個就更扯淡了, 十幾年前諸如Arizona大學的樊曉輝等發現的紅移6以上的黑洞的時候這個問題就提出來了, 而且很多理論和模擬還是給出了諸多方案的。另外, 這些最大的黑洞的形成很可能是通過一些特殊的過程和環境中形成, 宇宙之大, 無奇不有, 雖然發現之處讓人驚訝但不是不可理解。

那肯定有人問了, 那為什麼能發Nature呢?

因為Nature是「科普」雜誌啊, 喜歡搞個大新聞啊, 公眾自然是對黑洞感興趣的, 還能找個最大最早等等的噱頭, 何樂而不為呢? 當然Nature上還是有好文章的, 比如1963年發現類星體的工作。

最後提一句, 雖然這個發現的科學意義並沒有多高, 但這個超級古老黑洞最初是從中國麗江2.4米望遠鏡上發現的, 然後由美帝的大望遠鏡證實的。 能從2米級的鏡子上發現這麼早的黑洞, 還是讓人驚喜的。


《自然》雜誌發表吳學兵課題組在類星體研究領域最新成果
中國觀測奇蹟緣何震驚國際天文學界 -- 賽先生 -- 傳送門

去年的新聞了……
賽先生那篇寫的不錯,推薦。


這個是個很重要的發現一點不假,但是說到「或改寫物理學」就有些言之過早,原因是目前我們在經典廣義相對論框架內,對於黑洞形成的具體動力學過程還知之甚少,基本就是幾個很特殊的精確解還有就是微擾方法,這些已有的非常局限的知識不能很好地解釋觀測並不足以說明有改寫基本理論的必要。


人類認知的過程,就是用已知的知識去解釋未知的事。通過反覆的實踐來證明假說的成立。其過程中有可能證明原有理論的正確性,也有可能提出新的理論改寫舊的。人類文明的今天就是這樣一步步走來的。敢於否定,向經典挑戰沒錯。


改寫的意思是現有理論無法解釋,必須對現有理論進行修改和完善,甚至於徹底改變


因為現代天文學認為黑洞是由衰老的巨大恆星經過超新星爆發形成,那個時候還沒有恆星,哪會有在恆星之後形成的黑洞呢?


現在的已經廣泛承認的理論,不可能是錯的,所以老是說什麼改寫物理學,改寫數學基礎,都是扯。

最多是最前沿的那些理論,本來也沒有確定是否正確呢,對它們進行一些修正。

像什麼牛頓力學,相對論,量子力學的基本理論,麥克斯韋電磁理論,數學上被廣泛承認的理論,是不可能被發現:原來完全搞錯了,不是這麼回事。以後有新發現,也是對他們的更大範圍的適用,發現是更廣泛的理論的近似或者特例。但是,你不能說這些特例理論是錯的。


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