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  • 1 # 太空生物學

    黑洞誕生於垂死的恆星,而大多數黑洞的直徑只有30公里,科學家們發現有些黑洞更為龐大,它們叫做“超大質量黑洞”。與整個太陽系的大小相當,甚至其中之一就潛伏在銀河系的中心,我們的太陽系位於銀河系之中,銀河系由包括太陽在內的數10億恆星構成,所有恆星都圍繞著銀河系中心的一片神秘區域旋轉。

    銀河系中心是“超大質量黑洞”

    位於夏威夷·莫納克亞山的“凱克望遠鏡”,能夠觀測到銀河系的中心,科學家用紅外望遠鏡觀測銀河系,他們發現了一個擁有數百萬成員的高密度恆星群,15年間“凱克望遠鏡”拍攝到的數千張照片,可以追蹤到銀河系中心的恆星,圖片揭開驚人的事實,銀河系中心的恆星以數百萬公里的時速高速移動。

    圖解:“凱克望遠鏡”15年對銀河系中心擁有數百萬成員的高密度恆星群的影像追蹤

    它們看起來就像繞著隱形太陽高速旋轉的微小行星,但是它們並非行星,而是恆星。一定有非同尋常的引力牽引,這些巨星沿著如此靠近中心的軌道高速轉動,宇宙中只有一種物體具有如此大的牽引力,那就是“超大質量黑洞”。在銀河系的中心存在一個,質量為太陽400萬倍的黑洞。

    這是一個重大的發現,銀河系中的萬物,包括我們的太陽都在圍繞著一個“超大質量黑洞”執行,但是黑洞並非只存在於銀河系中,宇宙中很多星系的中心都存在超大質量黑洞。仙女星系是離我們最近的鄰居,它繞著一個比太陽重1.4億倍的黑洞旋轉,“M87”星系中心的黑洞,是太陽重量的200億倍。

    圖解:“M87”星系團中心黑洞

    黑洞是怎樣變得如此巨大?它們又是為何存在於銀河系中呢?

    宇宙剛剛誕生的時候,那時候宇宙充斥著大爆炸殘留的氣體雲,一些地方擁有濃稠的星際氣體,從而形成了數百萬顆恆星,最初的恆星中多數都是“超大質量恆星”,它們溫度極高,燃燒速度也快,它們在爆炸後產生了大量的黑洞, 引力將許多黑洞牽引到了一起,在早期宇宙中它們相互合併,形成更大的黑洞,數億年間黑洞不斷增長,產生更大的引力,拖入越來越多的星際氣體,新的恆星從氣體中誕生,形成了原始的星系,黑洞不斷吸入氣體,直到吞不下任何東西,直至宇宙中最強大的能量噴發。

    一個年輕的星系就是由氣體中,誕生的恆星構成的星團,新的星系中心存在一個年輕的“超大質量黑洞”,透過吞噬氣體而不斷成長,當星系很年輕正在成形之時,中心形成了一個超大質量的黑洞,而氣體不斷墜落其中,繼續形成星系,在中心黑洞附近,物體變得非常炙熱,物質不斷升溫度,氣體飛速進入黑洞,但是黑洞變得過於飽和,不再有空間,可供多餘的炙熱氣體進入,無法進入的氣體被黑洞吐出,噴入太空形成巨大的能量流,每束能量流都比我們的太陽系寬20倍,它們在銀河系中一路飛馳,所向披靡,這個超大質量黑洞點燃了一個“類星體”。

    “類星體”是宇宙中最亮的物體,它們的亮度很高,令整個星系黯然失色

    “M87星系”中的類星體噴發的照片,說明這次的噴發是十分猛烈的,它距離地球5000萬光年。類星體從所在星系噴出大量星際氣體,每分鐘噴出的氣體總量相當於10個地球,氣體受熱膨脹向外擴散,規模很巨大,產生了“黑洞風”,也就是從黑洞噴出的氣體。

    黑洞吸入氣體,“類星體”將氣體噴出,最終宇宙中沒有多餘的氣體來製造恆星,氫氣也就停止了成長。星系最終的規模取決於其中心的黑洞,二者休慼相關。失去了氣體原料,類星體逐漸萎縮並消失了,星系中心只剩下一個超大質量黑洞和許多年輕的恆星,銀河系年輕的時候就是這樣。

    在銀河系早期,當它還是個年輕星系的時候,銀河系中心的超大質量黑洞就是一顆類星體,但現在銀河系成長起來了,整個星系安靜下來了。

    如今天文學家正在尋找類星體,找到黑洞弄清其運轉方式的重要線索,“錢德拉太空望遠鏡”可以探測到類星體發出的“x射線”,它已經找到了數千個類星體,各種形狀的型別體,像太空噴發射線的景象,每個類星體都是年輕星系的雛形,並且在它們中心都存在一個新生的黑洞。

    超大質量黑洞的“事件視界”

    超大質量黑洞和類星體制造了星系並控制著整個星系,黑洞對於理解星系的形成極為重要,是瞭解星系演化史的關鍵,進一步瞭解黑洞的唯一辦法,就是更加細緻的觀察它,因此天文學家們試圖採取新的方法,拍攝銀河系中心的黑洞,為此他們需要一臺像地球一樣大的望遠鏡。

    銀河系的中心存在一個超大質量黑洞,它藏身於圍繞銀河系中心旋轉的星團之中,多數星系中心都隱藏著一個超大質量黑洞,它們確實存在,因為繞其轉動的恆星速度高達每小時數百萬公里,還是有可能對黑洞邊緣也就是“事件視界”進行拍照。在黑洞旋轉的氣體雲中, 尋找黑洞的影子或者大致形狀,光學望遠鏡不能直接觀測到黑洞,但是黑洞周圍的發光熾熱氣體會發射出無線電波,大型無線電望遠鏡能夠接收到這些來自太空的訊號。

    位於波士頓附近麻省理工學院的天文望遠鏡,足有30米寬,足夠探測到銀河系黑洞,從25000光年之外發射的非常微弱的無線電輻射,但這架望遠鏡規模太小無法成像。

    從夏威夷到智利再到非洲多爾曼的團隊,將全球的無線電望遠鏡連線起來,研究人員有了一個直徑超過16000公里的虛擬圓盤,觀測能力是單個望遠鏡的500倍,虛擬望遠鏡足夠強大,可以拍攝到銀河系中心,超大質量黑洞的“事件視界”,收集到了從銀河系黑暗中心發來的訊號,不斷加強望遠鏡的全球聯網,就會改善影象的質量,黑洞的輪廓將最終顯現出來,2019年首張黑洞照片橫空出世了。

    圖解:史上第一張黑洞圖片來自“M87”星系

    結語

    在遙遠的未來,我們或許可以掌握進入和穿越黑洞的技術,甚至可以在穿越黑洞的旅程中倖存下來,黑洞可能是通向其它宇宙的通道,在黑洞的另一端可能也發生過大爆炸,如果大爆炸就是黑洞的反面,似乎就解釋了宇宙誕生的奧秘。

  • 2 # 基金當如此

    其實現在有一種新的猜想,是宇宙中存在著一個同黑洞完全相反的白洞。

    黑洞是將物質吸進去,而白洞是將物質吐出來。

    白洞只出不進,白洞也是一個封閉的邊界,白洞內部的物質只能向外部運動,白洞外部的物質卻不能進入其內部。

    打比方,就是白洞像一個永遠開著的水管,裡面一直會出水。而外面的水進不去水管裡面。

    所以猜想黑洞的大可以理解為,他吸收了物質以後永遠不會滿,因為白洞吧他吸收的物質用吐了出來。一個在吸收物質,一個在吐出物質。

    當然白洞現在還只是一個猜想沒辦法證實。

  • 3 # 學285515256

    黑洞肯定存在!黑洞一出現就證明:原有的結構平衡消失了,需要宇宙內部又一次部分新組合!從微觀看宇宙就知道了!一物質內部中子或電子一旦消失了一個,自己內部會自做安排以保平衡!我的個人觀點!

  • 4 # 丘吉耳

    其實,黑洞的大小是指視界的大小。裡面的奇點都無論視界大小是多少,都是無限小的奇點。之所以視界有大小區別,是因形成黑洞奇點時物質有多少決定的。

  • 5 # 鈞大張畫神

    黑洞嗎,咕咪。顧名思義就是無底洞,多大沒人知道,能填滿也沒多大用途了,沒了這洞也無法淨化宇宙了,生老病死才是生宇宙生命的原則,不然宇宙失去了平衡會僵化,太多的恆星會因空間狹窄而相互廝殺撞擊,汙染宇宙變為殭屍之軀。

  • 6 # 講科學堂

    黑洞是一個迷人的天體,關於它的性質一直都是物理學界探討的熱門話題。由於連光線都無法逃脫它的引力場,它一直以來都無法被直接觀測到,這也為他披上了神秘的面紗。

    黑洞是大質量天體發生重力坍縮的結果。現代黑洞的產生主要是大質量恆星在燃燒完核聚變材料後(聚變到鐵),在重力作用下極速收縮,並在核心處發生撞擊,發生超新星爆發,向周圍拋灑出大量的物質,形成星雲。如果核心處剩餘的殘骸質量大於3.2個太陽質量(奧本海默極限),就會在重力作用下坍縮成黑洞。由於現代恆星的理論上限是150個太陽質量,所以這類黑洞的質量不會太大,最多十多個太陽質量。

    有一些超大質量黑洞(數十萬到數十億倍太陽質量)肯定不會是大質量恆星直接形成的。它可能是在宇宙剛開始時,由大質量的分子云直接坍縮成的黑洞,然後經歷多次星系合併形成了現在的超大質量黑洞。銀河系中心也有一個400多萬倍太陽質量的黑洞,也是經歷了多次星系合併形成的,而且在35億年後將可能與仙女座星系再次合併。

    圖:銀河系和仙女座星系合併,這是35億年後的夜空

    黑洞的半徑可由史瓦西半徑公式求得:

    這個公式是德國科學家史瓦西在廣義相對論發表一個月以後(1915年12月)就利用愛因斯坦場方程獲得的精確解。

    將其匯入密度公式後會發現,黑洞的密度與質量的平方成反比。超大質量黑洞的密度甚至比空氣的密度都要低。如果將可觀測宇宙的質量帶入史瓦西半徑公式,得到的結果於可觀測宇宙的半徑差不多,也就是說,我們可能生活在一個黑洞之中。當然,這很可能是一個巧合。

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