“黑”是宇宙的本質
從宇宙學的角度來看,“黑”是宇宙的本質,也是宇宙的根本面目。宇宙的主要組成部分是暗物質和暗能量,它們不輻射光也不反射光,如果把宇宙中一切物質和能量的質量加在一起,那麼暗物質佔據26.8%,暗能量佔據68.3%,可是人類的現有技術無法對它們進行觀測,只能從宇宙中的一些現象間接判斷暗能量和暗物質的存在。
宇宙的本質是“黑”的,因為人類只能觀察到對光線等電磁波有反應的物質,如果像是暗物質一樣,不反射也不輻射甚至不吸收光線,所以人類無法觀察到暗物質,理論上認為暗物質就像是“膠水”把空間粘合在一起,而暗能量在消耗暗物質,促使宇宙加速膨脹。
人類肉眼可見的日月星辰和可見物質,其實只是宇宙的很小一部分,宇宙中的大部分物質和能量對於人類來說都是“黑暗”的,肉眼無法觀察,它們仍然存在。
“黑洞”“黑洞”,是一種人類無法觀察的天體,有人認為黑洞是“最可怕”的天體,因為任何物質進入黑洞的引力範圍後,就再也無法逃脫,光線也會被黑洞的引力束縛,因此人類無法直接觀察黑洞。
愛因斯坦的廣義相對論直接預言了黑洞的存在,但是愛因斯坦本人並不是太相信黑洞的存在,就像是愛因斯坦曾經認同靜態宇宙理論一樣,科學家的觀點也不是百分百正確的。
雖然人類無法直接觀察黑洞,但是很多見解現象都表明黑洞確實存在,科學家還可以間接計算出黑洞的質量。第一個被人發現到的黑洞是“天鵝座X-1”,距離地球6000光年,它的質量達到了太陽的10倍以上,但是直徑只有44公里左右。
編天鵝座X-1是一個雙星系統,讓科學家發現這個黑洞的正是它的伴星,一顆30倍太陽質量的超巨星——HDE 226868,雖然這個巨大恆星的質量比天鵝座X-1還要重,但是它的體積更小,天鵝座X-1的密度更高產生的時空曲率更大,所以HDE 226868被天鵝座X-1牽引著移動。
科學家發現這個奇怪的恆星後,一致認為牽引這顆恆星的天體是一個黑洞,就這樣人類在宇宙中找到了第一個黑洞。在後續的探索中,藉助“事件視界望遠鏡”,科學家可以觀察到黑洞的磁場,比起周圍區域的磁場來說,黑洞附近的磁場十分混亂,並且持續性的的發生變化,這給科學家尋找黑洞提供了很大的幫助。
圖表:科學家是如何讓它現形的?戳圖瞭解黑洞的“秘密”
黑洞的本質是“奇點”,奇點的本質是無窮盡的時空曲率,人類的物理定律會在奇點面前失效,理論上來說,人類也可以製造出黑洞,任何物體的實際半徑小於其史瓦西半徑時就被稱為黑洞,而物體的史瓦西半徑和它的質量成正比,也就是說只要把一個東西無限壓縮,小到一定程度後就會變成黑洞。
說起來很容易,做起來卻十分困難,如果想要把地球變成一個黑洞,那麼你需要把整個地球壓縮成一個半徑9毫米的小球才行,相信就算是人類的科技再發展幾千年甚至是上萬年也無法辦到。
黑洞在宇宙中由大質量天體的死亡或者是中子星合併時產生,在宇宙剛剛誕生的“暴漲階段”中,因為物質的密度超高,也會誕生出一些小型黑洞,被稱為“原初黑洞”。
經過了138億年的演化,宇宙中存在大量的黑洞,許多黑洞的質量經過不斷吞噬天體已經超乎我們的想象,銀河系的中心就是一個超大的黑洞,這個黑洞的質量可能已經達到了太陽的370萬倍。
吞噬星系的巨引源銀河系和其他40多個星系組成了“本星系群”,本星系群又和其他星系群一起組成了“本超星系團”,每一個星系的中心都存在黑洞或者是物質特別密集的區域,這樣才可以解釋星系的運動。
在“本超星系團”中的位置,存在一個“巨引源”,這個巨引源就像是一個無底洞一樣,影響著周圍幾億光年的星系運動,銀河系也在它的影響範圍中,科學家認為“巨引源”可能就是一個無法想象的超級黑洞,或者是超多恆星聚集的物質密集區域。
十分有趣的是,巨引源強大的引力影響著眾多星系,地球向巨引源移動的速度大約是每秒627公里左右,但是地球永遠無法抵達巨引源,因為銀河系向巨引源移動的速度比不上宇宙膨脹的速度,我們反而會距離巨引源越來越遠。
雖然銀河系正在向著巨引源“狂奔”,但是我們並不用擔心會發生碰撞,銀河系十分安全,科學家的任務應該是探索巨引源的本質,搞清楚它究竟是什麼,為什麼具備如此大的引力。
你認為巨引源是什麼?一個超級大的黑洞還是宇宙中在形成過程中誕生的物質密集區域?