人类在发现宇宙之时就开始探索着这片神秘美丽的星河,黑洞以其独特又神奇的特性吸引力科学家们的注意。
黑洞
谈起黑洞,人们最先想到的就是吞噬、可怕、无底洞,其次便是黑洞强大的引力。黑洞凭借其强大的引力能不断吞噬宇宙中包括光的一切物体,于是我们不免好奇,已知的物体被黑洞吞噬后都去哪儿了呢?
黑洞
即使距离我们最近的黑洞,距离我们也有着不小的距离,我们的探测器很难到达这么遥远的地方。更何况黑洞有着强大、恐怖的引力,即使我们的探测器能到达黑洞附近,我们也很难把控探测器与黑洞之间的最小安全距离,一个小小的失误就会导致探测器一去不回。
但随着科技水平的提高,高科技望远镜帮助我们看到了一个类似洞的黑影子,科学家们给它命名为“黑洞”。科学家们推测道黑洞的本质是一颗质量超级大的星体,因为它是由恒星内部能量耗尽发生核聚变死亡坍塌形成的。
恒星
比如处于银河系银心部分的著名的人马座A*黑洞,就是质量极大的恒星死亡坍塌形成小黑洞。小黑洞们不断吸收其引力范围内的各种天体壮大自己,最终大黑洞吞噬小黑洞,形成了人马座A*。
根据牛顿的万有引力可知,黑洞能不断吞噬物体的原因是它具有极大的质量和引力。黑洞的起初质量是质量极大的恒星坍塌后形成了密度趋向于无限大,并且有无限大内部空间的密实地点的质量。
人马座A*黑洞
由于超大的密度和极高的质量,它便具有了极大的引力来吞噬周围的天体来不断增加其质量、壮大自己,以此往复,黑洞的质量就越来越大了。就目前所知,黑洞人马座A*的质量约为太阳质量的415万倍,而仙女座星系中部的黑洞质量相当于1亿个太阳。
黑洞虽说是由恒星内部能量耗尽死亡坍塌形成的,但我们不用担心太阳会变成一个黑洞,因为据科学家们调查研究,需要达到太阳三倍质量以上的恒星才有可能在死亡后变为黑洞。
太阳
惠勒曾说,太阳引力使得时空弯曲导致地球沿时空测地线运动,而黑洞也因其巨大的引力造成了格外剧烈的时空弯曲,导致它引力范围内的含光的一切物质都会掉到黑洞中被撕裂。
2005年,科学家们通过高科技望远镜观测到了18亿光年外的“黑洞进食”的全过程,在“潮汐瓦解”之初,物体由于引力被逐渐拉成一段弧形的长条状状态,然后被拉成一条条细丝。
黑洞进食
最终细丝发生断裂变得稀碎,慢慢进入黑洞内部。科学家们还发现天体在被吞噬时会因摩擦生热,产生持续约为1小时的耀眼的X射线耀斑,这显得黑洞更加神秘。可惜的是,迄今为止,我们还没有发现能逃脱黑洞的物质和方法。
被黑洞吞噬的物体
黑洞具有强大的引力,在它附近的天体都逃脱不了被吞噬的命运,那么这些被黑洞吞噬的物体都去哪儿了呢?虽然我们不能也无法通过探测器直接观测黑洞,但是在科学家们不懈的努力下,我们终于可以通过高科技望远镜观察到黑洞周边天体的运行轨迹和状态,以及黑洞对其他天体的影响来推测出它的存在和质量。
黑洞
2005年在幸运地观测到“潮汐瓦解”现象后,不少科学家依据这个现象做出了模拟实验,实验表示,物体如“潮汐瓦解”现象一样被“黑洞进食”后,就零散的飘落在黑洞各处,成为了黑洞壮大的能量。
黑洞不断“进食”后,密度不断增大,引力也随着增大,以此往复,越来越多的天体成为黑洞壮大的能量。如果按照黑洞单向膜只进不出的构造说法,黑洞的体积、质量、引力会不会越来越大,直至吞噬整个宇宙呢?
“隧道效应”
霍金根据量子物理提出了“隧道效应”,在隧道效应的理念下,黑洞也会有灭亡的一天.但是凭借我们现有的技术水平,我们还没有找到黑洞灭亡的案例,也不能推测出黑洞灭亡的迹象,目前也无法证实这一理论。
关于“被黑洞吞噬的天体去哪儿了”,科学家们还有一种解释,他们根据广义相对论提出了白洞理念,白洞是一切特性都与黑洞相反的天体。不同于黑洞的“只进不出”,白洞是“只出不进”的,能喷射出所有内部物质,而黑洞的背后就极有可能相连着白洞。
白洞
与黑洞、白洞同样有名的就是虫洞了。在辽阔的宇宙中,各星球的距离格外遥远,更别说星系与星系的距离了,人们便以光年作为探测宇宙的距离单位。
可是1916年,路德维希·弗莱姆提出了虫洞概念,1930年爱因斯坦和纳森·罗森进一步补充了这一概念。他们在研究引力场方程的假设时,提出了虫洞就像一个时空细管道,它连接着两个格外遥远的时空,可以实现瞬时的空间转移,甚至能帮助我们完成时间旅行。
虫洞
人们不禁猜想,虫洞会不会就是连接着黑洞与白洞的时空隧道呢?2013年科学家们通过详细的银河暗物质分布图发现,银河中是具备存在“虫洞”的条件的,他们甚至提出猜测,整个银河系也有可能是巨大的“虫洞”。