pi 70亿光年外传来超级大爆炸，8颗太阳质量瞬间消失，细节令科学家困惑( 四 )
观测实验团队倾向用探测结果来直接挑战陈述清晰、放话最狠的理论预言， LIGO-Virgo引力波探测合作团队深谙这一点，用这一类模型的数值模拟结果，有的放矢，更能同时引起观测家和理论家的兴趣，使得这一观测结果广为关注。研究人员认为本次GW190521引力波事件的三个黑洞中至少有一个黑洞的质量落在这一PI导致的黑洞质量缺口之内，也是首次相对直接探测到中等质量黑洞，这便是很多天文学家惊呼的原因了。
事实上，PI模型并不是唯一解。近年来天体物理学家提出了磁化大质量恒星模型。暂不考虑恒星旋转的因素，在非常大的质量范围内，大质量恒星内部有电磁波辐射场（即光子气体）、热气体和磁场，可以由各种可能的不同组份比例形成处于静止平衡态的磁化大质量恒星。基于这类模型，可以更进一步进行球对称径向扰动稳定性分析，并且涉及的静态平衡和扰动都是在广义相对论框架中进行。关键在于，这类恒星内部温度完全可以不用高到产生正负电子对不稳定性，从而不涉及PI或者PPI所触发的热核反应。一旦这类磁化大质量恒星逐步演化到广义相对论磁流体扰动失稳时，整个磁化恒星体系就可以直接动力塌缩形成各种质量的黑洞——包括恒星级质量黑洞和中等质量黑洞，并不会存在中等质量黑洞低端的断档。同时，这类过程可以在相应的物理参数范围内表现为宇宙时空中的γ射线暴（Gamma-Ray Bursts，简称“GRBs”）和快速射电暴（Fast Radio Bursts，简称“FRBs”），或者是其他波段的短促而猛烈的高能电磁爆发（Electromagnetic Bursts，简称“EMBs”）。
插曲：追溯高能γ光子产生正负电子对的实验现象
这里再讲一个关于高能γ光子产生正负电子对这一实验现象的插曲。今天高能天体物理过程中常常用到的正负电子对这一重要物理概念，正是源于在实验室中最早发现正负电子对的核物理实验——由我国核物理先驱赵忠尧先生首次实验发现。
1927年，赵忠尧前往美国加州理工学院留学，师从美国著名实验物理学家、诺贝尔奖得主密立根（Robert Millikan）攻读博士学位。本来密立根只给了他一个容易的题目以便让其尽快获得学位。可是赵忠尧却认为这项关于光学干涉的实验过于简单，希望学习更多的物理和实验技术。他这样的想法甚至让密立根觉得他有些不知天高地厚，但最终还是同意让他做了前沿实验课题，“硬γ射线通过物质时的吸收系数测量”，验证当时刚问世的康普顿（Compton）散射公式——克莱因-仁科（Klein-Nishina）公式（1929年），这是对低能经典的汤姆森 (Thompson) 散射的高能相对论推广，涉及量子电动力学。硬γ射线表示能量高的γ射线光子，即电磁波长更短或频率更高。
1929年，赵忠尧实验发现只有轻元素的γ射线吸收较为符合理论公式预言，而重元素（如铅）的实验测量结果比理论计算结果大了约40%，他称此现象为γ射线的反常吸收。在稍后的一段时间内，英国剑桥卡文迪许实验室的G. T. P. Tarrant，德国威廉皇帝学会化学研究所（马普化学所前身）的迈特纳（L. Meitner，迈特纳女士是王淦昌先生的导师，因1938年第一个理论解释奥托发现的核裂变而成名，参见《她是奠基“核裂变”理论的物理学家，却拒绝了曼哈顿计划》）和H. H. Hupfeld也发现了γ射线的反常吸收现象。1930年赵忠尧在对γ射线散射辐射强度和角分布的实验中发现，伴随着γ射线的反常吸收还出现了能量为0.5MeV的“附加散射辐射”。
实际上，这就是正负电子对湮灭而转化为一对γ光子的湮灭辐射，而反常吸收正是因为能量足够高的入射γ光子湮灭转化为正负电子对而使得γ光子数目减少——赵忠尧已经找到了正电子存在的证据，它就是对应带负电的电子的反物质粒子。非常可惜的是，当时狄拉克方程对可能存在反粒子的理论预言刚刚提出不久（1928年），赵忠尧和密立根都没能把异常的实验结果与狄拉克的理论联系起来。英国和德国的两个小组分别得出的实验结果不仅晚于（约1-2年后）赵忠尧的实验，而且结果也不正确，并没能得出关键的0.5MeV。
更遗憾的是，从理论上解释正负电子对湮灭和辐射做出重要工作的布莱克特（Patrick Blackett）和奥基亚利尼（Giuseppe Occhialini）在他们的论文中并未正确地引用赵忠尧的实验工作结果。各种因素综合在一起，客观上影响了国际物理学界对赵忠尧实验结果的及时肯定，直接导致他的重要贡献被同时代学者所遗忘。
1932年，同是密立根学生的安德森（Carl D. Anderson）首先在高能宇宙射线中发现了正电子，由此与维克托·赫斯（Victor Hess）共享了1936年的诺贝尔物理学奖，他后来表示受到了赵忠尧实验结果的启发。直到上世纪80年代末，由著名物理学家杨振宁先生等人深入考证相关文献后，这段重要的物理学历史才得以澄清。
推荐阅读
- 那英 宋亚轩cos白龙马，那英扮成铁扇公主，杨紫反串角色效果意外了
- 外延片 “江西造”登陆火星！
- 例外 创4选手曝比赛日常：上位圈抱团，下位圈遭排挤，只有他是例外
- 恒星 190光年外，科学家发现一颗比宇宙还古老的恒星，怎么回事？
- 仙女座 真正的“宇宙霸主”出现，银河系不算什么，它的直径100亿光年
- 螺旋 NASA哈勃太空望远镜发现一个螺旋星系：形状扭曲却惊艳，距地球1.2亿光年
- 海外资金 复盘结束，不得不说的一件事
- 严浩翔 新锐艺人热度榜：宋亚轩断层第一，刘雨昕名次下滑，而他让人意外
- 外汇市场 英国20岁富豪体验流浪汉生活惨遭打脸：穷人想逆天改命太难！
- 半径 地球半径每秒向外扩张一厘米，人类会怎么样，看完真庆幸。