宇宙中的黑洞是存在的。这不仅源于理论,也验证在实际对宇宙的观测中。
黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。1916年,德国天文学家卡尔史瓦西推导出一个计算出质点周围的逃逸距离的公式,即在质点的周围形成了一个界面,被称之为视界。
黑洞无法直接观测,人们只能通过其间接方式得到其存在的质量,并观测它对周围物质的影响加以确认。比如观测物体被吸入之前所释放出来的射线,或观测恒星或星云绕行轨道的位置及质量等。
黑洞是中心的一个密度无限大,时空曲率无限高,体积无限小,热量无限大的奇点。由于它变态的引力作用,致使它的周围变得一无所有,空空如也。这个区域范围也是不可见的。
黑洞形成一般认为是质量巨大的恒星临终时,体内出现了强大的引力坍缩,就连中子本身也被碾为粉末,剩下的是一个密度高到难以想象的物质。其庞大的质量导致时空强烈的扭曲,光线也无法逃出它的引力。
强大的引力,会不断地吸取周围的物质,同时会产生辐射,这一过程被称为吸积,这个过程的画面在宇宙中极为壮观。其实这个过程和恒星形成过程有些类似,只是没有如此猛烈。
黑洞除了吸积物质外,它还通过霍金蒸发过程向外辐射粒子,所以,黑洞有消亡的一天,不会永远地增长下去。黑洞毁灭时,体积迅速缩小,甚至爆炸。喷射出的物体会发出耀眼的光芒。
据天文学家推测,宇宙中大部分星系中都包含着一个超大质量的黑洞,这些黑洞通过探测吸积盘发出的强烈辐射和热量得到了确认。这些黑洞质量有大有小,相当于99万到400亿个太阳质量不等,我们熟知的仙女座星系中就发现了26个黑洞。
2015年3月1日,北京大学吴学兵教授等人在一个发光类星体里,发现了一个质量为太阳120亿倍的黑洞,并确认该星体早在宇宙形成的早期就已经存在了。这个黑洞的发现,无法用现有的黑洞理论进行解释。而由德国天文学家最新发现的黑洞体量相当于太阳的400亿倍,科学家将之编号为S5 0014+81。
然而,有一些著名的天文学家并不承认黑洞的存在。他们认为,恒星坍缩时不可能达到形成黑洞所必须的质量密度。当然,想要推翻一个既有的理论并不那么容易,这需要更多有说服力的证据加以证明。
以目前人类对于黑洞的认知,黑洞确实是存在的。失去黑洞,很多天文问题将无法解释。
黑洞其实是具有很大能量的恒星死亡后出现的天体,只要宇宙有恒星就有机会出现黑洞。对于黑洞我们还是很陌生的,甚至有人觉得黑洞就是无中生有出现的;黑洞并非是无中生有,其实它的前身就是一颗具有很大能量的恒星,只可惜到了终结的时候就发展成为了黑得让人惊讶的黑洞而已。据了解其实黑洞也并不是完全只会吞噬的星体,其实也存在为星系提供能量的特别存在。
一、黑洞其实是恒星终究的模式,一个能量很大的恒星终结后就会演变成为黑洞
对于我们所畏惧的黑洞,相信很多人都觉得它就是一直这样存在,其实不是的,黑洞的前身其实也是星体。之所以会有黑洞这个天体的出现,其实是一个很大能量的星体终究而出现的情况,由于其能量实在太大,导致在毁灭的时候会吸收周围更多的能力而形成了漩涡一般的黑洞!其实它是一个恒星终结的表现,可能会吞噬附近的星体,也可能会为附近的星系提供能量,所以黑洞并非只会吞噬星体。
二、太阳是不会成为黑洞的,毕竟太阳的能量并不足够让它变成恐怖的黑洞
那么,太阳系也会出现黑洞吗?不会。根据专家的研究发现,其实黑洞形成所需要的能量是很大的,太阳虽然是太阳系的中心,也是能量的来源,但按照太阳的发展即使是毁灭也只会变回白矮星。黑洞形成的恒星,其实原来的能量绝对是太阳能力的好几倍,因此太阳即使毁灭也不会直接变成黑洞的,毕竟它的能量并不多,而且宇宙中跟太阳相仿能量的星体也很多,但黑洞却只有少数量。
黑洞是恒星毁灭的最后阶段,恒星的死亡黑洞就会出现。
宇宙黑洞是一种非常神秘的天体。
宇宙黑洞的体积很小,但密度却大得惊人,每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。由于它的密度大,所以引力也特别强大。不管什么东西,只要被它吸进去,就别想“爬”出来,连跑得最快的光也逃脱不掉黑洞的巨大引力。
由于宇宙黑洞本身不发光,所以用任何强大的望远镜都看不见黑洞。尽管如此,大多数科学家仍相信,宇宙中有着许许多多黑洞。当大质量的恒星演化到晚年,经过超新星爆发,就有可能坍缩成黑洞。在宇宙早期,也会形成一些小黑洞。
宇宙黑洞的产生方式
宇宙黑洞最明显的是以缓慢的吸积(由恒星的大小开始)来形成。另一个方法涉及气云萎缩成数十万太阳质量以上的相对论星体。该星体会因其核心产生正负电子对所造成的径向扰动而开始出现不稳定状态,并会直接在没有形成超新星的情况下萎缩成黑洞。
第三个方法涉及了正在核坍缩的高密度星团,它那负热容会促使核心的分散速度成为相对论速度。最后是在大爆炸的瞬间从外压制造太初黑洞。超大质量黑洞平均密度可以很低,甚至比空气密度还要低。这是因为史瓦西半径与其质量成正比,而密度则与体积成反比。
黑洞是广义相对论预言的一种特殊的天体。其基本特征是有一个封闭的视界。任何东西,包括光在内,只要进入视界以内都会被吞噬掉。
黑洞的概念最早出现是1798年,当时拉普拉斯根据牛顿力学计算出,一个直径为太阳250倍而密度与地球一样的天体,其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体。1939年,奥本海默根据广义相对论证明一个无压球体在自身引力作用下能坍缩到引径rg。rg=2GM/(cc)当天体的质量M大于临界质量Mc时,引力坍塌后就不可能达到任何的稳态,只能形成黑洞。黑洞只有三个特征量分别是质量M、角动量J和电荷Q。Q=0的黑洞为轴对称的克尔黑洞,J=Q=0时的黑洞为球对称的史瓦西黑洞。
1974年,霍金证明黑洞具有与其温度相对应的热辐射,称为黑洞的发射。黑洞的质量越大,温度越低,发射过程就越慢,反之亦然。
找寻黑洞是当代天文学的一个重要课题。银河系内的恒星级黑洞候选者有天鹅座X-1等。另外天文学家们还发现大星系的中心通常会隐匿着一个百万太阳质量以上的巨型黑洞。如在超巨星系M87的中心就很可能隐匿着质量达30亿个太阳的黑洞。而按照大爆炸学说,在宇宙形成早期可能会产生一些质量为10的15次方克的小黑洞。
通俗版回答:
黑洞是一种非常神秘的天体。它的体积很小,但密度却大得惊人,每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。由于它的密度大,所以引力也特别强大。不管什么东西,只要被它吸进去,就别想“爬”出来,连跑得最快的光也逃脱不掉黑洞的巨大引力。
由于黑洞本身不发光,所以用任何强大的望远镜都看不见黑洞。尽管如此,大多数科学家仍相信,宇宙中有着许许多多黑洞。当大质量的恒星演化到晚年,经过超新星爆发,就有可能坍缩成黑洞。在宇宙早期,也会形成一些小黑洞。小黑洞的体积只有原子核那么大,质量和一座山差不多,达到上亿吨,里面蕴藏的能量相当于10个大型的发电站。
黑洞就像一个谜,没有人能看见它。但黑洞强大的吸引力会影响它附近的天体,这些天体在被黑洞吸引、吞没的过程中,会发射出x射线或γ射线,而一旦落入黑洞,便无影无踪。科学家就是通过观测这些射线,发现了黑洞的蛛丝马迹。例如,天鹅座x—1的伴星可能就是一个黑洞。还有科学家认为,银河系的中心也存在一个巨大的黑洞。
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