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神秘宇宙

探索黑洞之谜

时间:2021-10-08 23:33:04   作者:牛哥   来源:十万个为什么   阅读:63   评论:0
内容摘要: 探索黑洞之谜宇宙空间黑洞“无所不在”如果一个天体质量足够大、体积足够小,那么它的引力大得就会连光都逃不出去。这种天体就是黑洞。黑洞这一概念刚提出来时曾被人们称作痴人说梦,但科学家的研究日益证明这种天体的确存在,一些科学家还因研究黑洞而出了名,其中最有名的一个要算英国科学家霍金。......

探索黑洞之谜
宇宙空间黑洞“无所不在”
如果一个天体质量足够大、体积足够小,那么它的引力大得就会连光都逃不出去。这种天体就是黑洞。黑洞这一概念刚提出来时曾被人们称作痴人说梦,但科学家的研究日益证明这种天体的确存在,一些科学家还因研究黑洞而出了名,其中最有名的一个要算英国科学家霍金。
近年来,科学家又发现了黑洞的许多新的怪脾气。英国科学家对由巨大黑洞和小型黑洞发出的 X 射线辐射进行了比较研究后发现,尽管黑洞其大小各异、质量也相差甚远,但它们在吸收周围气体,同时放射出 X 射线的过程中有着相同的波动规律,如同快慢不同但演唱音调相同的“同一首歌”。科学家说,这一发现可帮助天文学家对黑洞的 X 射线“曲调”进行分析并推算黑洞的质量等特性。
黑洞也会“因噎废食”是科学家发现黑洞的另一个怪脾气。剑桥大学天文科学家发现,如果“喂”给的物质过多过快,黑洞有可能会“因噎废食”。这意味着,引力强大无比的黑洞,可能并非拥有所假设的吞噬一切的“胃口”。科学家通过模拟结果发现,物质环在落入黑洞过程中,先被黑洞吞下的部分还会不断被吐出,最终使得只有很小一部分物质环真正进入黑洞。
两个脾气古怪的人相遇往往会发生激烈争吵,如果两个黑洞相遇会出现什么情景呢?科学家最近借助功能强大的超级计算机,首次模拟出了大小不一的两个黑洞剧烈碰撞的过程。他们发现,两个黑洞碰撞后形成新黑洞,会释放出极大的能量。质量分别为太阳 15 倍和 10 倍的两个黑洞相撞时,释放出的能量将比太阳过去 50 亿年来产生的能量总和还要多出数千倍。
上述两个黑洞相遇的过程是在计算机上模拟出来的,现实中天文学家观测到这种现象了吗?科学家认为,美国和意大利的科学卫星探测到极强大的一次伽玛射线爆发有可能是两个黑洞相遇后的结果。这次爆发在数十秒钟之内释放出的能量可能相当于一万个太阳在 50 亿年里释放能量的总和。这次爆发据认为是发生在距地球几十亿光年的宇宙深处,其亮度比以前发现的最强爆发还要高 10 倍。假设爆发时伽马射线是沿各方向均匀射出,则这次爆发产生的能量极其庞大,用现有理论无法解释,科学家推测,这次爆发用两个黑洞相遇解释比较合理。
原先人们认为黑洞不多,但科学家发现在宇宙尺度上,黑洞几乎“无所不在”。仅在我们生活的银河系就有不少。日本科学家发现银河系中心存在 24 个黑洞,其质量分别相当于太阳的 3200 倍到 125 万倍不等。
不过尽管黑洞很多,科学家发现的黑洞的个头却呈现出两个极端的分布,大的很大,小的很小,缺乏中间过渡层次。大的就是超巨黑洞,它一般存在于星系的中心,质量达到太阳的数百万甚至数十亿倍。小的黑洞质量与太阳基本处于一个数量级,据认为主要由质量相当太阳 10 倍左右的恒星发生超新星爆炸后形成。
黑洞研究引起人们兴趣的一个重要原因是,时间和空间在黑洞中消失,这意味着通过黑洞有可能将我们现在的时间和空间连接另外一个时间和空间,时间旅行有可能实现。如果按照包括霍金等人的假说我们的宇宙不是时空 4 维,而是 11 维的话,那么黑洞有可能是通往其他 7 维的通道。黑洞留下很多谜,很值得我们进一步探索。


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