巨型黑洞喷流直指地球
## 有一个巨大的黑洞正将其喷流指向地球——科学家们只是因为深空中的一道奇怪闪光才发现了它。
一个国际天文学家团队终于成功发现了一类物体，这类物体的存在已被理论推测了几十年，但从未得到证实：在我们自己的银河系内存在一个微类星体。
耀变体是黑洞的一种，会发射出速度接近光速的高温等离子体喷流——这些被称为相对论喷流。
星系中心的超大质量黑洞常常表现为耀变体——它们喷射出的物质喷流有时会指向地球，尽管距离太过遥远，实际上并无影响。
但科学家长期以来认为，微类星体——即同样喷射等离子体高速喷流的较小黑洞——可能就存在于我们银河系内。
现在他们找到了一个——而且它正对着我们。
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为什么黑洞是一些最明亮的天体 这些是离地球最近的黑洞 地球有可能被黑洞吞噬吗
图片来源：马克加里克科学图片库盖蒂图片社
宇宙中的一道奇异闪光——以及更深入的观测
随着时间推移，科学家利用全球多台大型望远镜开展进一步观测——由于该天体位于银河系盘面附近，观测难度较大——逐渐认为其强烈的红外辐射可能源自一种微类星体所喷发出的相对论性喷流。
如今，经过全球多个天文台多年的密切连续研究，这一假设已得到证实。
艺术家对IRAS18293−0941的构想图：一颗大质量恒星与一个黑洞相互绕行。
恒星物质被黑洞吸积，在其周围形成吸积盘，随后以接近光速四分之三的速度沿两条喷流向外喷射。
左侧喷流几乎正对地球。
图片来源：B.Marcote（JIVEASTRON）
随着两个天体持续进行着宇宙中的相互环绕，黑洞从其较大的伴星中吸积物质。
其中大部分物质被黑洞吸收，但有一部分物质则以垂直方向喷出，形成两股方向相反的喷流。
一种探索宇宙的新方法
其中一道射束正对准地球，因此我们观测到的是一处红外能量的点源。
其他点位于相反方向180°，虽然我们看不到喷流本身，但科学家们仍然能够证明它的存在，因为当等离子体喷流进入星际介质时，会加热其中的气体和尘埃——形成一个热点，在天文学数据中表现为高能伽马射线的来源。
这个segmentofEnglishtextisaboutthepotentialofanewdiscoverytoprovideinsightsintothebehaviorofmysteriousobjectsandtheireffectsontheformation,structure,andevolutionofstars,planets,andgalaxies.HereisthetranslationofthetextintoChinese \[ \text{科学家们希望这个新发现能提供一个机会，让我们在更小的规模上，更接近home来研究和探索这些mysteriousobjects的行为，以及它们对恒星、planets和galaxies的影响。
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相关知识（天文术语）
巨型黑洞是宇宙中一种极为密集的天体，其质量通常相当于数百万至数十亿个太阳，存在于许多星系的中心，包括我们的银河系。
它们的强大引力连光都无法逃脱，对周围环境产生深远影响。
通过观测物质被吸入时释放的辐射，科学家得以间接研究这些神秘的宇宙巨兽。
BY: Russell Deeks
FY: AI
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量子信息+熵，能解释宇宙的演化吗
热力学第二定律，也许是物理里最根本的几条原理之一。它说，一个系统的熵只会随时间增加，不会减少。
这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。
熵，说白了就是无序的程度：熵越低，结构越有序；熵越高，越散乱。
糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉，背后都是熵在增加。
人们相信，宇宙的演化也遵循这条定律。
宇宙早年处于低熵状态，一路演化到高熵。
可就在这个过程中，宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。
星系的熵很低，却是在一个高熵的环境里形成的。
这看起来像是在违反第二定律。
这个存在已久的矛盾，正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。
引力、熵与量子信息的交织，是比安科尼理论的视觉主题（图片来源：Physics World） 在爱因斯坦的广义相对论里，有个叫"度规"的数学对象，描述时空是怎么弯曲的；物质沿着这条弯曲走，就表现成了引力。
而在量子力学里，"算符"是对量子态做变换的数学工具。
比安科尼的关键一步，就是把这个"度规"当成量子算符来用，用量子化的方式描述时空的几何。
这样一来，会冒出两个"度规"：一个是"真实"的时空度规，一个是由物质和能量诱导出来的度规。
两者之间"差多少"，用量子信息论里的一个量来度量，叫量子相对熵。
正是这两个几何之间的量子相对熵，决定了时空怎么演化——换句话说，它给出的运动方程，就是引力。
在低曲率极限下，这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。
可一旦超出这个极限，方程就得被一个叫"G场"的对象修正。
G场生出一个暗能量项，而且是动态的。
暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西；在标准广义相对论里，它由静态的宇宙学常数驱动。
现在冒出一个动态的暗能量项，就有了被实验检验的机会。
比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克（FRW）宇宙模型上。
这是广义相对论对宇宙行为的一级近似，假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。
膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质，或辐射。
宇宙膨胀时，体积变大，总熵也跟着变大。
但正因为体积涨得更快，单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。
总熵在涨，局部熵密度却在降，这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。
那这算不算违反第二定律？比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵：要把熵密度在整个时空区域上积分，而因为体积随时间变大，总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。
所以对辐射主导和物质主导的宇宙，总熵依然随时间增加，第二定律照样成立，尽管局部熵密度在下降。
比安科尼强调，GfE 理论还很年轻，需要实验来验证。
但这项工作揭示了它内在的热力学本质，为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述，也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。
引力，也许并不是什么神秘的基本力，而只是信息与熵的必然结果。
若真如此，宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命，答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。
来源：S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究：G. Bianconi, Physical Review D.
追踪13.4万亿个暗物质！百亿亿次超算用4天完成这场模拟
科技日报记者 刘霞 美国能源部阿贡国家实验室日前发布消息称，该机构科学家借助“极光”百亿亿次超级计算机，完成了迄今规模最大的两次宇宙学模拟。每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。
这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀，并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。
左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图；右图外圈显示宇宙微波背景辐射，扇区分别展示视线速度（红/蓝）、物质密度（灰）和引力势（绿/蓝）。
图片来源： 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为，极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。
这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度，留下微小的密度差异；随后，引力把这些差异不断放大，最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。
然而，暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。
通过研究物质在宇宙中的分布，有望找到更多线索，探索宇宙最早期的秘密。
暗物质无法被望远镜直接看见，却凭借引力主导星系形成，并塑造更大尺度的宇宙结构。
在模拟中，暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”，团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。
标准宇宙暴胀模型预测，早期宇宙的密度涨落服从高斯分布，也就是最简单的一类随机模式。
科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差，即“原始非高斯性”。
一旦发现可测量的偏差，就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程，从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。
然而，这类信号极其微弱，还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积，统计不确定性难以完全消除。
因此，探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。
而如此规模的模拟对算力要求极高。
团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。
模拟及大部分数据分析约4天完成，目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。
这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目，包括美国能源部支持的暗能量光谱仪（DESI）和NASA的SPHEREx任务，两者目前均处于数据采集阶段。
模拟与前沿观测相互印证，将共同描绘出更为精细的宇宙图景，推动人类对宇宙起源与演化的探索。
来源：科技日报
