這是一場(chǎng)來(lái)自于3.75億光年以外的黑洞大吞噬事件,一顆倒霉的恒星碰到了黑洞,被強(qiáng)大引力撕碎并形成一股長(zhǎng)束的氣流,氣流的一部分逃逸到太空中,剩下的則直接被黑洞所吞噬,而黑洞要想徹底吃掉這顆恒星,則估計(jì)需要幾百萬(wàn)年甚至上億年的時(shí)間。 人類觀測(cè)到這場(chǎng)黑洞大吞噬事件,已經(jīng)是在其發(fā)生了3.75億年以后,是NASA的凌星系外行星巡天衛(wèi)星,才讓我們看到了這次大吞噬事件所留下的宇宙殘影。 黑洞到底是什么東西?為什么讓看起來(lái)如此龐大的恒星也能在它面前不堪一擊呢?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,過(guò)去連許多天文學(xué)家也不是很清楚,它們就像是在宇宙中突然冒出來(lái)的神秘天體,直到今天,關(guān)于它的定性總歸是有一定的眉目了。 黑洞是質(zhì)量大到光速都無(wú)法逃脫它的第一宇宙速度的球體,一部分是由巨大的恒星衰老坍塌而形成,所以任何宇宙星體如果靠近黑洞都會(huì)被吸入。 當(dāng)黑洞吸入的星體和物質(zhì)達(dá)到一定質(zhì)量程度在自身壓力高溫下超過(guò)了黑洞的消化極限,黑洞就會(huì)發(fā)生大爆炸,大爆炸后又是一個(gè)新天體系的形成,因而黑洞與星系的壽命終結(jié)與誕生的一個(gè)循環(huán)過(guò)程。 不過(guò),首先要說(shuō)明的是,我們所有關(guān)于黑洞的了解其實(shí)都是站在天文學(xué)家的視角,以人類目前對(duì)宇宙的觀察視角來(lái)看,還無(wú)法通過(guò)理論物理學(xué)家的視角去講述這個(gè)問(wèn)題,畢竟連光進(jìn)入黑洞都逃離不出來(lái),人類目前沒(méi)有任何技術(shù)手段進(jìn)入黑洞內(nèi)部進(jìn)行探查,至于黑洞到底能不能讓時(shí)光倒流,這個(gè)目前還無(wú)法說(shuō)清楚。 當(dāng)然,通過(guò)天文學(xué)家的視角,我們也能攫取一些關(guān)于黑洞的有用的信息。著名物理學(xué)家愛(ài)因斯坦曾經(jīng)認(rèn)為,宇宙間的引力并不是一種力,而是來(lái)源于空間的一種彎曲,在浩無(wú)邊際的宇宙當(dāng)中,當(dāng)沒(méi)有任何物質(zhì)存在的時(shí)候,宇宙就是一個(gè)非常平坦的空間,然而當(dāng)存在一個(gè)有質(zhì)量的物體,空間就會(huì)被壓彎,這時(shí)候所有的物體都會(huì)沿著這個(gè)彎曲的軌道運(yùn)動(dòng),這就是所謂的萬(wàn)有引力出現(xiàn)的原因。 由此可知,黑洞其實(shí)并不是宇宙當(dāng)中真實(shí)存在的洞,而是一種天體,一種時(shí)空曲率大到連光都能捕獲且無(wú)法逃脫的天體,任何經(jīng)過(guò)它的物體幾乎都能被黑洞所吞噬,而黑洞看起來(lái)又像是一個(gè)無(wú)底的深淵一樣,所以被科學(xué)家稱之為黑洞。 到了1973年,著名物理學(xué)家霍金以及其他科學(xué)家又提出了一個(gè)黑洞無(wú)毛理論,這個(gè)理論的大概意思是,不論是什么物質(zhì),在黑洞形成之前,無(wú)論是什么形狀,無(wú)論包含了什么特殊成分,只要在進(jìn)入黑洞之后,這些特質(zhì)都會(huì)通通抹零,它就像是一個(gè)無(wú)毛的球,你想抓住它,可總也抓不住。 當(dāng)然,黑洞也并非徹底的無(wú)毛,還有三根毛可以下手抓一下,任何物質(zhì)進(jìn)入黑洞之后有三個(gè)參數(shù)不會(huì)發(fā)生改變,分別是質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)角動(dòng)量和帶電量,也就是說(shuō),這三條守恒定律就連黑洞也無(wú)法打破,而物質(zhì)其他的參數(shù)幾乎全部被抹零。 黑洞的真身到底能不能被拍到呢?我記得幾年前網(wǎng)上熱傳一張圖片,網(wǎng)友跟風(fēng)評(píng)論說(shuō)是拍到了黑洞的真身,實(shí)際上,網(wǎng)絡(luò)上所有看起來(lái)像甜甜圈的黑洞照片幾乎都不是黑洞最真實(shí)的模樣。 黑洞在照片里只占了半個(gè)像素左右,它本身幾乎沒(méi)有任何有效信息,而周?chē)l(fā)光的那些個(gè)光環(huán),其實(shí)是黑洞的吸積盤(pán),有些人說(shuō)其是光子球的二維投射影像,即光子環(huán),其實(shí)不太準(zhǔn)確,用吸積盤(pán)來(lái)形容可能會(huì)更加符合當(dāng)下諸多國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的界定。 黑洞的引力非常龐大,大到幾乎可以撕裂任何接近他的物質(zhì),包括恒星,宇宙物質(zhì)在受到黑洞引力之后,改變?cè)械哪樱S后以一種人類難以想象的速度繞著黑洞旋轉(zhuǎn),放熱并發(fā)出耀眼的光芒,最終便形成了一個(gè)較為明顯的光環(huán)。 有趣的是,這個(gè)光環(huán)還有一個(gè)不太明顯的特征,那就是上半部分的亮度相對(duì)比較暗淡,下半部分則比較明亮,這是由于黑洞有旋轉(zhuǎn)角動(dòng)量所導(dǎo)致的。 什么意思呢?黑洞也有自轉(zhuǎn),根據(jù)多普勒效應(yīng)解釋,上半部分的物質(zhì)正在遠(yuǎn)離我們,所以看起來(lái)暗一點(diǎn),而下半部分的物質(zhì)正在慢慢靠近我們,所以看起來(lái)更加明亮,而且照片里的黑洞并沒(méi)有完完全全的正對(duì)我們,而是呈現(xiàn)出了一個(gè)17度的傾角。 黑洞主要有三大類,以太陽(yáng)的質(zhì)量作為對(duì)比的參數(shù),凡是超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量10萬(wàn)倍及以上的叫作超大質(zhì)量黑洞,是太陽(yáng)質(zhì)量5~100倍的叫作恒星質(zhì)量黑洞,而基于兩者之間的則是中等質(zhì)量黑洞。 恒星質(zhì)量黑洞我們比較熟悉,他們是在大質(zhì)量恒星末期,由超新星爆發(fā)所形成的,而超大質(zhì)量黑洞一般是一個(gè)星系的核心,往往是由許多質(zhì)量較小的黑洞合并而成的,我們銀河系中心也有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞,比太陽(yáng)質(zhì)量要高出400多萬(wàn)倍。 至于中等質(zhì)量黑洞是怎么形成的?天文學(xué)家也搞不清楚,首先基本可以排除由超星爆發(fā)這一個(gè)渠道,因?yàn)楹阈潜l(fā)無(wú)法形成這么大質(zhì)量的黑洞,但是中等質(zhì)量黑洞又不位于星系的核心位置,按道理,不在這個(gè)位置無(wú)法形成質(zhì)量如此大的黑洞,那么中等質(zhì)量黑洞到底是怎么形成的呢? 我看到網(wǎng)上有兩種解釋,一種解釋是說(shuō)中等質(zhì)量黑洞是由多個(gè)恒星級(jí)別的黑洞相互吞噬所形成的,另外一種解釋則認(rèn)為中等質(zhì)量黑洞是在宇宙形成之初,就已經(jīng)存在的一種較為原始的黑洞。 你認(rèn)為哪種解釋更合理呢? |
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