众多直接和间接证据表明:黑洞在宇宙中的的确确是存在的

作者:知识 来源:娱乐 浏览: 【 】 发布时间:2024-12-12 22:42:37 评论数:
众多直接和间接证据表明:黑洞在宇宙中的众多直接宙中的确确是存在的
众多直接和间接证据表明:黑洞在宇宙中的的确确是存在的
众多直接和间接证据表明:黑洞在宇宙中的的确确是存在的
(神秘的地球uux.cn报道)据新浪科技:在所有天文学概念中,黑洞也许是和间最奇异的一个。黑洞的接证据表密度极高,就连光线也无法逃脱,明黑犹如一头黑暗恐怖的洞宇巨兽。由于一般的确确物理规律在黑洞中都不适用,黑洞仿佛是众多直接宙中专为科幻小说而生的一样。然而,和间众多直接和间接证据表明,接证据表黑洞在宇宙中的明黑的确确是存在的。
爱因斯坦的洞宇预言
德国天文学家卡尔•史瓦西于1916年最早预言了黑洞的存在,认为这是确确爱因斯坦广义相对论的必然结果。换句话说,众多直接宙中假如爱因斯坦的和间理论是正确的(所有证据都指向这一点),那么黑洞一定存在。接证据表罗杰•彭罗斯和史蒂芬•霍金的研究进一步巩固了黑洞存在的理论基础。其研究显示,任何天体坍缩成黑洞之后,都会形成一个奇点,且传统物理学定律在这一点上全部失灵。
伽马射线暴
上世纪30年代,印度天体物理学家苏布拉马尼扬•钱德拉塞卡对恒星核燃料耗尽后的结局开展了研究。他发现,最终结果要取决于恒星的质量。如果恒星很大,比方说质量达到了太阳的20倍,恒星的致密内核(光是内核的质量便可高达太阳的两三倍)便会一直向内坍缩、直至变成一个黑洞。恒星内核的坍缩速度极快,前后不过短短几秒,期间会以伽马射线暴的形式释放出惊人的能量,相当于一颗普通恒星在漫长一生中释放出的能量总和。地球上的望远镜已经探测到了多次伽马射线暴,其中有些还是由数十亿光年外的星系发出的,说明我们真的观察到了黑洞诞生的过程。
引力波
黑洞并非总是孑然一身,有时它们也会成对出现、围绕彼此旋转。两个黑洞间的引力作用会形成时空涟漪,并以引力波的形式向外扩散,这也是爱因斯坦相对论提出的预言之一。在LIGO和Virgo等天文台的帮助下,如今我们已经拥有了探测引力波的能力。2016年,科学家首次宣布发现了由两个黑洞合并产生的引力波。自此之后,我们又探测到了多次引力波事件。随着探测器敏感度不断提升,科学家还探测到了由除黑洞合并之外的其它事件产生的引力波,比如黑洞和中子星相撞等等。
隐形伴星
能够产生伽马射线暴或引力波的都是短时间内发生的高能事件,也许半个宇宙之外都见得到。但考虑到它们的本质,大多数黑洞都是探测不到的。黑洞不会释放出任何光线或辐射,因此可以默默蛰伏在太空中,天文学家根本意识不到它们的存在。不过,有一种方法可以探测到它们的存在:利用黑洞对其它恒星造成的引力效应。2020年,天文学家在观察看似普通的双星系统HR 6819时,发现两颗恒星的运动轨迹有些古怪之处,除非该系统中还存在一个完全隐形的天体,才能解释这种现象。计算出它的质量之后,研究人员意识到真相只有一个:这个天体一定是个黑洞。它距离地球只有一千光年,就位于银河系之内,是迄今为止发现的距地球最近的黑洞。
X射线
1971年,科学家在研究银河系中一个名叫Cygnus X-1的双恒星系统时,首次观察到了黑洞存在的证据。该系统产生的X射线极为明亮,但这些射线并非来自黑洞或是其可见伴星,而是由黑洞吸收恒星物质时形成的吸积盘产生。就像刚才提到的双星系统HR 6819一样,天文学家也可以利用那颗可见恒星的运动轨迹、估算出Cygnus X-1系统中隐形天体的质量。最终的计算结果约为太阳质量的21倍,再考虑到该天体所占的空间较小,说明它只能是一个黑洞,根本不用考虑其它可能性。
超大质量黑洞
除了通过恒星坍缩形成的黑洞之外,有证据显示,星系中央也许还潜伏着一些数量高达太阳数百万倍、甚至数十亿倍的超大质量黑洞,并且它们也许从宇宙早期就开始存在了。在所谓的“活跃星系”中,这些超大质量黑洞存在的证据堪称壮观。NASA指出,这些星系中央的黑洞周围都有一圈吸积盘,会释放出极其强烈的、覆盖各个波段的辐射。银河系中央也有一个黑洞,因为我们观察到该区域恒星的旋转速度快得惊人,高达光速的8%,说明它们一定在围绕某个体积极小、但质量极大的天体旋转。目前的估测结果认为,银河系中央黑洞的质量约为太阳的400万倍。
“意大利面化”效应
还有一个证明黑洞存在的证据,叫做“意大利面化”效应。你可能会纳闷这是什么意思,但如果你有机会掉进黑洞里,一切就会不言自明了:在黑洞极强的引力拉拽下,你会被拉成细细的长条状,就像面条一样。虽然这种事不可能发生在你身上,但假如某颗恒星不慎离黑洞太近,这便是它的结局。2020年10月,天文学家果真观察到了一颗恒星被黑洞扯碎时发出的闪光。幸好,这起“悲剧”距我们足有2.15亿光年之遥。
黑洞的照片
到目前为止,我们已经收集了许多黑洞存在的间接证据,包括辐射暴、引力波、以及对其它天体的动力学影响等等,这些都无法由已知的其它天体来解释。但在2019年4月,人类终于找到了板上钉钉的证据——事件视界望远镜直接拍摄到了M87星系中央超大质量黑洞的照片。这个望远镜的名字可能会造成一定误导,它其实是一个分散在世界各地的望远镜网络,而不是单独一台望远镜。NASA指出,参与拍摄的望远镜越多,能拍到的空间就越大,最终的图像质量也就越高。在最终拍到的照片中,我们可以清晰地看到一个质量为太阳65亿倍的黑洞呈现出的暗影、以及暗影周围发着橙色光芒的吸积盘。