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黑洞与宇宙边界的真实形态

时间:2024-01-26 百科知识 版权反馈
【摘要】:设想如果黑洞是一种物质构成密度非常大的“天体”,那么,在黑洞与物质密度相对极小的宇宙空间两者应该是有分界面的。媒体曾经有报道,哈勃望远镜已拍摄到黑洞周围边缘呈翘曲状的尘埃圆盘,这就更形象的证实了黑洞的旋涡性质和真实形态以及旋涡多呈漏斗状的特点。

黑洞与宇宙边界的真实形态

很久以来,天文学家通过长期观测发现,在宇宙中有一些引力非常大却又看不到任何天体的区域,在这一区域存在着很奇异的天文现象。这种奇异天文现象的主要特征是:

1 这个区域有很强的磁场和引力,并不断吞噬大量的星际物质。一些物质在它附近运行轨迹会发生变化,并且在它周围形成圆形的气体尘埃环;2 它有很大的能量,可以发出极强的各类射电

辐射;3 由于它极大的引力作用,光线在它附近也会发生弯曲变化。的确,通过观测到的大量间接征兆可以证实它的存在,却无论如何没能直接看到它,于是一些天文学家想象它是一种恒星

坍塌收缩后质量、密度很大的暗天体,物理学家惠勒给它取了一个有趣的名字“黑洞”。

在进入宇航时代的今天,世界各国都已拥有各种先进的天文观测设备,天文观测已触及到距地球100亿光年以外的遥远天体,从河外星系到宇宙尘埃都可以一览无余,甚至像几万千米外一支小

蜡烛那么微弱的光也能观测到,而唯独对黑洞却无能为力,确有些不合逻辑。如果它真是一种质量、密度很大和磁场、引力极强的“天体”,为什么至今看不到它的庐山真面目呢?

其实原因很简单,黑洞并不是一种实体星球,而是宇宙天体运动时产生的各种“磁场旋涡”现象。它的能量、射线辐射主要都是由磁场引力作用产生的,因为它的构成物质密度非常稀薄,光

波发射极其微弱,所以根本无法在远距离用光学仪器观察到它的形状,按其形态和性质说它倒真是一个名副其实的“黑暗磁场旋涡洞”。

设想如果黑洞是一种物质构成密度非常大的“天体”,那么,在黑洞与物质密度相对极小的宇宙空间两者应该是有分界面的。根据光的反射、折射原理,当光投射在两种物质的分界面会有反

射和折射现象的,这一点已经从宇宙中所有不发光天体都能够反光得到证实,无一例外。所以,从黑洞不能反射光线这一点说明黑洞虽然有很强的吸引力,但是它的物质构成密度非常稀薄,

还不足以达到反射光线的程度(并不是光线由于被它吸引无法脱离而不能反射),当光线与它相遇时,只能是穿它而过了,没有明显的光反射和折射现象,因此就无法通过光学观测直接看到它

的形状,而只能用其他天文观测方式,通过黑洞急速旋转运动中产生的极强各类射电辐射来证实它的存在。科学家对哈勃望远镜上的高速光度计在1992年对天鹅座x—1的一批观察数据进行分

析时,发现了两个迅速衰减并很快消失的紫外线脉冲陈列,这种现象与理论预言的物质落进黑洞视界时释放辐射的特征正好相符合。

至于光线在黑洞附近会发生弯曲的现象,是因为光波本身就是一种频率很高的电磁波,光现象本质就是一种电磁现象,所以,光线在黑洞附近由于受其磁场引力作用而发生弯曲现象是很自然

的。

黑洞现象的产生不是偶然的,是在自然规律内物质循环演变过程中一个重要的环节。整个自然界是由不断运动着的物质所组成,绝对静止的物质是不存在的,物质运动必然会产生磁场,天体

和磁场是不可分割的整体,只要天体存在,它周围就一定有磁场存在。各类物质结构由于运动方向的不同,运动速度的差异,会产生无数大小不一、强弱不同的磁场旋涡,这种磁场旋涡就是(www.xing528.com)

神秘的黑洞。大的物质结构产生大的磁场旋涡,如星系中心的黑洞(银河系中心),小的物质结构产生小的磁场旋涡,如恒星之间的黑洞(天鹅座x—1)。

决定物质能量大小有二个重要因素:一是物质的质量,二是物质的运动速度。由于磁场具有力和能的特征,所以黑洞虽然构成物质密度很小,但因为它有极快的旋转运动速度,当组成它的物

质凝聚向一个方向作有序运动时,便产生很大的能量和极强的引力,宇宙中一些分散的呈气态的氢、氧类物质和呈固态的硅、铁类尘埃物质,受黑洞吸引力作用,在黑洞附近运动方向发生变

化,向其中心高速旋进,会形成围绕黑洞中心运动的圆形气体尘埃环。这种黑洞虽然不能直观的看到,但可以通过它向外发出的各类射线辐射现象提示它的形态。媒体曾经有报道,哈勃望远

镜已拍摄到黑洞周围边缘呈翘曲状的尘埃圆盘,这就更形象的证实了黑洞的旋涡性质和真实形态以及旋涡多呈漏斗状的特点。

其实宇宙中这些各类黑洞的运动形态和形成原理就像我们用肉眼可以观察到的许多自然涡流现象一样,如地球上大气运动产生的热带气旋——“台风”,在“台风”外围是急速旋转的气流形

成的急风暴雨区域,能量非常大,而在空气涡流中心区域——“台风眼”,由于空气稀薄,压力相对较小,对周围产生很大吸引力,因此气流不易进入,反而是风平浪静的区域,从卫星图上

可以清晰的看到“台风”的圆形旋涡状云团。还有江河湖海中的水涡流也是圆形旋涡状的,水涡流同样有很大的能量和吸引力,当物体接近时会被吸引进旋涡之中。黑洞就像“台风”、“水

流旋涡”这些可以直观的涡流现象,是宇宙中物质运动的产物,它的巨大能量和引力主要来自物质急速运动产生的磁场,黑洞中心是外界物质不易进入、有形物质极少的区域。所以,在黑洞

的中心都是空白区域,因为它对周围物质的吸引力在各方向基本是均匀的,一般黑洞周围物质运动的轨迹都是圆形旋涡状,由于黑洞物质分布密度的均匀,周围还会伸出一些旋臂(如可见的星

系旋臂),造成同方向辐射强弱程度不同的射线脉冲现象(即脉冲星)。

在黑洞引力积聚过程中,物质的数量和密度不断增加,磁场旋涡范围会相应增大,能量和引力明显加强,又会吸引更多的物质,就像滚雪球一样;继而发展,当黑洞周围物质达到相当体积和

密度时,对光的反射、折射作用逐步增强,到了一定程度便发展成为可以通过光学望远镜直接观察到的有形天体——“行星状星云”。正是从恒星级黑洞中孕育出新生的天体“星云”,这种

初期的有形天体多呈环状(环状星云),它的构成物质相对仍很稀薄,所以,形状非常模糊,但随着“星云”体积不断膨胀,“星云”便开始了它几十亿年以上向“恒星”发展的演变进程。

宇宙中所有天体的存在形式和演变过程都是由自然规律所决定的,黑洞也不例外,一旦我们通过表面现象揭示它的本质和与自然规律的内在联系,“黑洞”这种奇异天象就不再神秘了。

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