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你知道黑洞是怎样形成的吗?

2019-04-10 来源:国外网站推荐 - 由豆库网整理 1129

  黑洞本身拥有令人着迷之处。也许它们是潜伏在太空中看不见的野兽,有时会将路过的天体撕成两半,并分散其遗骸。无论如何,这些奇异的宇宙天体将会持续吸引着科学家以及天文爱好者的关注。

  但是黑洞从何而来呢?它们是怎么形成的,并且谁赋予它们令人畏惧的破坏力?

  在我们回答这个问题之前,我们必须问一个基础性的问题:什么是黑洞?新泽西普林斯顿大学的天体物理学家内塔·巴哈霍表示:“基本来说,它是一个天体或是空间中的一个点,其引力足够强大以至于没有物体可以逃脱”。即使是光波也被吸收,这就是黑洞是黑色的原因。

你知道黑洞是怎样形成的吗?

  这些奇怪的物体就像从死亡恒星的灰烬中冒出来的一样。当巨大的恒星到达它们生命的尽头时,它们一直融合成氦的氢几乎耗尽。因此,这些怪兽恒星开始燃烧氦,将剩余的原子聚变成更重的元素,直到生成铁,根据澳大利亚天体物理学和超级计算中心的斯威本科技大学的数据,铁的聚变不再提供足够的能量来支撑恒星的外层。这些顶层向内塌陷并发生称为超新星的强大而明亮的爆炸。

  然而,一小部分的恒星仍然落后。根据NASA,阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论预测如果这个遗迹的质量大约为太阳质量的三倍,那么残星的强大引力将吞噬所有的一切,并且连同它本身的物质都将塌陷成无限小且密度无限大的点。已知的物理定律不能适用于这令人费解的极限情况。在某些时候,这种事情的确发生了,但我们仍不清楚发生了什么。

  超大质量黑洞爆炸时的冲击波向外形成球形,正如艺术家麾下的黑洞。图片来自:NASA-加利福尼亚理工学院-喷气推进实验室

  如果这个遗迹只是个星体,那么将不会受到黑洞的影响。但是如果天体周边围绕着有气体和尘埃,这些物质将会被黑洞吞噬,随着气体和尘埃的升温会产生明亮的光,并如水从排水管中流下时一样旋转。巴哈霍说,黑洞将会把这些质量吸收,并促进其不断生长。

  如果两个黑洞相遇,每个黑洞依靠其强大的引力相互影响,并互相旋转着越来越近。它们碰撞时的质量将会引起近距空间和时间的结构震动,产生引力波。在2015年,天文学家使用激光干涉引力波观测台(LIGO)发现了这样的引力波。

  这是我们第一次真正看到黑洞并证实它们的存在,这些结果也是对爱因斯坦预测方程的完美佐证。

  科学家们曾经发现过黑洞存在的间接证据,目睹了银河系中心的天体围绕着一个巨大的看不见的物体运行。这样超大质量的黑洞——它的质量是我们太阳质量的几十亿倍——如何形成,是一个未知的事情。

  研究人员认为这种超大质量的黑洞曾经要小很多,在我们宇宙的最初时期形成了中等大小的黑洞。在宇宙学的时间里,这些天体吞噬气体和尘埃,并彼此合并生长,最终形成巨大的鬼屋。但这个故事的很多细节我们仍不可知。

  天文学家曾经观察到的类星体天体,它们比数千个星系合在一起的亮度还要明亮,被认为是由消耗物质的超大黑洞提供的能量。观测到的类星体可以追溯到在大爆炸后的十亿年里,当时我们的宇宙已经形成。科学家对如此巨大的天体如何能够快速形成而感到迷惑不解。

  这确实显示了问题的复杂性,并且它将是一个非常活跃的研究主题。


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