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宇宙中不可解谜团:黑洞的奥秘

时间:2023-08-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在宇宙空间里,当一颗质量足够大的恒星在其核聚变反应的燃料耗尽而最终“死亡”后,会发生引力坍缩,体积迅速缩小,最终产生黑洞。当然,作为宇宙中最神秘的天体,黑洞自然也是神龙见首不见尾。

宇宙中不可解谜团:黑洞的奥秘

人们常说:“林子大了什么鸟都有。”在浩瀚的宇宙空间,有很多奇奇怪怪、超出人类想象的事物存在,其中最神秘的物体,非黑洞莫属了。在黑洞面前,各种庞大的天体都是一盘小菜,甚至连光这样的宇宙健将都没跑。正因为如此,黑洞在宇宙中就成了bug一般的存在。可见,生活中还是简单粗暴比较实用呀!

黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种超高密度天体,这个天体的密度极高,所有的物理定理遇到黑洞都会失效。黑洞的原理最早是由德国天文学家卡尔·史瓦西于1916年提出来的,他通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解。这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”。一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。后来,美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒将这种“不可思议的天体”命名为“黑洞”。

在宇宙空间里,当一颗质量足够大的恒星在其核聚变反应的燃料耗尽而最终“死亡”后,会发生引力坍缩,体积迅速缩小,最终产生黑洞。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小。这黑洞的质量到底有多大呢?打个比方,如果我们生存的地球变成黑洞,那么它的体积将会缩成豌豆那么大。黑洞产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和光源辐射在进入到黑洞的一个时间视界(临界点)内,便无法逃逸,甚至目前已知的宇宙奔跑之王——光(电磁波)也在劫难逃。

正因为如此,黑洞是我们用肉眼无法看到的。我们的眼睛之所以会看到物体,是因为光照射在这些物体上面,会将这些物体的影像反射到我们的眼睛里,于是我们就能看到它了。但黑洞可不一样,由于其吸收一切,吞噬一切的特性,连光照射到他的表面都会被吸收,无法将它的影像反射到我们的眼睛里,因此我们也无法看到它的庐山真面目。

黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知它的存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借助物体被吸入之前的因高热而放出紫外线和X射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在,也可借助间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹了解它位置以及质量。

科学家最新研究理论显示,当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”。这时,它会做出和黑洞相反的举动,就是将原来吃下的东西全部吐出来。

当然,作为宇宙中最神秘的天体,黑洞自然也是神龙见首不见尾。甚至它目前只存在我们深深的脑海里。也就是说,黑洞至少目前还是理论上存在的,人类也看不见它,只能通过它附近天体的活动推测它的存在。(www.xing528.com)

如果人类有幸能够和黑洞来一次亲密接触,那么乘坐宇宙飞船的人类首先就能感受到强大的吸引力。透过窗外,他能看到一个像平底锅一样的圆环,在周围其他星座的照耀下十分显眼。再进一步,他还能隐约看到像地平线一样的物体,黑洞就被包裹其中。此时的人类还是无法看到黑洞的真实面目,而且永远没有机会看到,当然也没有机会逃逸了。这个人和他乘坐的飞船在飞到黑洞大约四千八百万公里的时候,就会被黑洞超强的吸引力化成碎片。

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作为能够吃掉一切的怪兽,黑洞的外观一直是人们争论的焦点。很多人都会问,黑洞里面到底是什么?是一个巨大的无底洞还是一个实心的球体?那些被吃进去的宇宙天体和各种电磁波,是像各种铁制品被吸附在磁铁的表面还是像被装进大麻袋的废品呢?目前,这依然是一个争论不休的话题。

图 黑洞

图 黑洞

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