人類在發(fā)現(xiàn)宇宙之時就開始探索著這片神秘美麗的星河,黑洞以其獨(dú)特又神奇的特性吸引力科學(xué)家們的注意。
黑洞
談起黑洞,人們最先想到的就是吞噬、可怕、無底洞,其次便是黑洞強(qiáng)大的引力。黑洞憑借其強(qiáng)大的引力能不斷吞噬宇宙中包括光的一切物體,于是我們不免好奇,已知的物體被黑洞吞噬后都去哪兒了呢?
黑洞
即使距離我們最近的黑洞,距離我們也有著不小的距離,我們的探測器很難到達(dá)這么遙遠(yuǎn)的地方。更何況黑洞有著強(qiáng)大、恐怖的引力,即使我們的探測器能到達(dá)黑洞附近,我們也很難把控探測器與黑洞之間的最小安全距離,一個小小的失誤就會導(dǎo)致探測器一去不回。
但隨著科技水平的提高,高科技望遠(yuǎn)鏡幫助我們看到了一個類似洞的黑影子,科學(xué)家們給它命名為“黑洞”。科學(xué)家們推測道黑洞的本質(zhì)是一顆質(zhì)量超級大的星體,因為它是由恒星內(nèi)部能量耗盡發(fā)生核聚變死亡坍塌形成的。
恒星
比如處于銀河系銀心部分的著名的人馬座A*黑洞,就是質(zhì)量極大的恒星死亡坍塌形成小黑洞。小黑洞們不斷吸收其引力范圍內(nèi)的各種天體壯大自己,最終大黑洞吞噬小黑洞,形成了人馬座A*。
根據(jù)牛頓的萬有引力可知,黑洞能不斷吞噬物體的原因是它具有極大的質(zhì)量和引力。黑洞的起初質(zhì)量是質(zhì)量極大的恒星坍塌后形成了密度趨向于無限大,并且有無限大內(nèi)部空間的密實地點(diǎn)的質(zhì)量。
人馬座A*黑洞
由于超大的密度和極高的質(zhì)量,它便具有了極大的引力來吞噬周圍的天體來不斷增加其質(zhì)量、壯大自己,以此往復(fù),黑洞的質(zhì)量就越來越大了。就目前所知,黑洞人馬座A*的質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的415萬倍,而仙女座星系中部的黑洞質(zhì)量相當(dāng)于1億個太陽。
黑洞雖說是由恒星內(nèi)部能量耗盡死亡坍塌形成的,但我們不用擔(dān)心太陽會變成一個黑洞,因為據(jù)科學(xué)家們調(diào)查研究,需要達(dá)到太陽三倍質(zhì)量以上的恒星才有可能在死亡后變?yōu)楹诙础?/p>
太陽
惠勒曾說,太陽引力使得時空彎曲導(dǎo)致地球沿時空測地線運(yùn)動,而黑洞也因其巨大的引力造成了格外劇烈的時空彎曲,導(dǎo)致它引力范圍內(nèi)的含光的一切物質(zhì)都會掉到黑洞中被撕裂。
2005年,科學(xué)家們通過高科技望遠(yuǎn)鏡觀測到了18億光年外的“黑洞進(jìn)食”的全過程,在“潮汐瓦解”之初,物體由于引力被逐漸拉成一段弧形的長條狀狀態(tài),然后被拉成一條條細(xì)絲。
黑洞進(jìn)食
最終細(xì)絲發(fā)生斷裂變得稀碎,慢慢進(jìn)入黑洞內(nèi)部。科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)天體在被吞噬時會因摩擦生熱,產(chǎn)生持續(xù)約為1小時的耀眼的X射線耀斑,這顯得黑洞更加神秘。可惜的是,迄今為止,我們還沒有發(fā)現(xiàn)能逃脫黑洞的物質(zhì)和方法。
被黑洞吞噬的物體
黑洞具有強(qiáng)大的引力,在它附近的天體都逃脫不了被吞噬的命運(yùn),那么這些被黑洞吞噬的物體都去哪兒了呢?雖然我們不能也無法通過探測器直接觀測黑洞,但是在科學(xué)家們不懈的努力下,我們終于可以通過高科技望遠(yuǎn)鏡觀察到黑洞周邊天體的運(yùn)行軌跡和狀態(tài),以及黑洞對其他天體的影響來推測出它的存在和質(zhì)量。
黑洞
2005年在幸運(yùn)地觀測到“潮汐瓦解”現(xiàn)象后,不少科學(xué)家依據(jù)這個現(xiàn)象做出了模擬實驗,實驗表示,物體如“潮汐瓦解”現(xiàn)象一樣被“黑洞進(jìn)食”后,就零散的飄落在黑洞各處,成為了黑洞壯大的能量。
黑洞不斷“進(jìn)食”后,密度不斷增大,引力也隨著增大,以此往復(fù),越來越多的天體成為黑洞壯大的能量。如果按照黑洞單向膜只進(jìn)不出的構(gòu)造說法,黑洞的體積、質(zhì)量、引力會不會越來越大,直至吞噬整個宇宙呢?
“隧道效應(yīng)”
霍金根據(jù)量子物理提出了“隧道效應(yīng)”,在隧道效應(yīng)的理念下,黑洞也會有滅亡的一天.但是憑借我們現(xiàn)有的技術(shù)水平,我們還沒有找到黑洞滅亡的案例,也不能推測出黑洞滅亡的跡象,目前也無法證實這一理論。
關(guān)于“被黑洞吞噬的天體去哪兒了”,科學(xué)家們還有一種解釋,他們根據(jù)廣義相對論提出了白洞理念,白洞是一切特性都與黑洞相反的天體。不同于黑洞的“只進(jìn)不出”,白洞是“只出不進(jìn)”的,能噴射出所有內(nèi)部物質(zhì),而黑洞的背后就極有可能相連著白洞。
白洞
與黑洞、白洞同樣有名的就是蟲洞了。在遼闊的宇宙中,各星球的距離格外遙遠(yuǎn),更別說星系與星系的距離了,人們便以光年作為探測宇宙的距離單位。
可是1916年,路德維希·弗萊姆提出了蟲洞概念,1930年愛因斯坦和納森·羅森進(jìn)一步補(bǔ)充了這一概念。他們在研究引力場方程的假設(shè)時,提出了蟲洞就像一個時空細(xì)管道,它連接著兩個格外遙遠(yuǎn)的時空,可以實現(xiàn)瞬時的空間轉(zhuǎn)移,甚至能幫助我們完成時間旅行。
蟲洞
人們不禁猜想,蟲洞會不會就是連接著黑洞與白洞的時空隧道呢?2013年科學(xué)家們通過詳細(xì)的銀河暗物質(zhì)分布圖發(fā)現(xiàn),銀河中是具備存在“蟲洞”的條件的,他們甚至提出猜測,整個銀河系也有可能是巨大的“蟲洞”。