乍一看,旋转的水涡流似乎与黑洞相似:两者都会抓住周围的物质,吸入并困住任何漂浮得太近的东西。然而,事实证明这种类比不仅仅是表面现象。海洋中漩涡周围的椭圆形边界可以用与黑洞边缘飞驰的光相同的数学方程来描述。
海洋漩涡是大自然中隐秘的力量。它们困住水和污染物,并将暖水向北输送——影响海冰融化的速度。尽管它们大约有90英里宽,但它们仍然是浩瀚海洋中相对较小的特征,很难在卫星数据中检测到。瑞士联邦理工学院苏黎世分校的应用数学家乔治·哈勒希望更好地了解它们的运动和特征,因此他着手描述围绕漩涡的不可见屏障——“相干边界”,水在其中循环,但不落入或分离。
黑洞也有相干边界:如果你能发射一束光,使其仅仅掠过黑洞的边缘,光子的光子会围绕它飞驰,形成光子球。随着哈勒探索漩涡的相干边界,他发现这两种现象的数学原理是相似的。“完全是相同类型的方程,”他说。
哈勒和迈阿密大学的一位同事将这个数学上的“啊哈”时刻付诸实践,在南大西洋的卫星数据中寻找表现出类似黑洞行为的旋转水体的薄边界。他们使用方程,成功地找到了几个“湍流黑洞”,正如哈勒所描述的那样。他们的发现将帮助科学家追踪和研究漩涡如何输送污染物,以及将暖水输送到较冷地区。对于哈勒来说,最重要的是对流体力学的更深入理解——但认识到深空中的奇特几何形状可以在地球上发生,这本身就是一件令人满意的事情。
[本文最初以“在黑洞中游泳”为标题发表在印刷版上。]













