原來黑洞可以吃太陽,三億光年外的倒霉太陽
黑洞的威力到底有多大呢,連光都無法逃逸出黑洞的魔爪,黑洞真的可以吞噬一切嗎?在2015年11月26日,一個黑洞國際研究小組宣布了一條重要信息,他們首次觀測到了黑洞吃太陽的罕見天文現象。這顆倒霉的太陽距離我們三億光年,這次天文觀測也證實了廣義相對論中對黑洞的闡釋。下面我們就來詳細了解下黑洞吃太陽這一過程吧。
黑洞吃太陽
1、宣布發現
11月26日,一個黑洞國際研究小組宣布,他們觀測到了一次黑洞吃太陽的罕見天文現象。黑洞吃太陽,將直接摧毀太陽系?黑洞吃太陽,太陽系以太陽為中心,太陽完了,地球也完了。
2、觀測
據悉,這個小組由美國、荷蘭、英國等4個國家組成,他們第一次觀測到了完整的黑洞吞噬恆星(太陽也是恆星)全過程,證實了原先理論的正確性。以前也曾努力尋找黑洞吃太陽證據,但總是晚了一步。此次黑洞吃太陽,太陽向外噴發1000萬餘年的能量。天文學家表示,這種觀測有助於了解黑洞的噴流過程。
3、新聞報道
前瞻科技11月30日訊:人類與整個生物賴以生存必不可少的便是太陽,太陽也是整個萬物之源,當有一天太陽失去,也就意味著整個生物的滅絕,而近日有一個國際研究小組觀察到黑洞吃太陽,難道地球末日降臨了?
據了解,這個由美國、荷蘭、英國等多國人才組成的國際研究小組觀察發現,他們在一個臨近星系的中心首次觀測到黑洞吞噬一顆太陽大小的恆星,吞噬完畢後將殘渣以光速向外噴射,場面特別震撼。
黑洞吃太陽原來是這麼一回事,不是我們自己的太陽就行了,這個運氣不佳的恆星就這樣成為了黑洞的午餐,也不用擔心會對我們造成影響,距離太陽系3億多光年之遠。
該國際研究小組的人還告知,黑洞吞噬恆星這種猶如科幻大片一樣的場景也不少第一次看到,不過,「但這是我們第一次清楚地看到恆星被摧毀以及其後發射噴流的完整過程」。
說起來黑洞吃太陽與我們古代的一個傳說也很相似,就是天狗吞日,在古代神話中有一種以太陽為食物的神獸天狗,當神獸天狗吞食太陽的時候,整個世界就會陷入一片黑暗,而人們可以看見太陽一點點的被天狗給吞食掉,其實天狗吞日現象在現代被稱之為日食。
日食的場面看起來也挺震撼了,不過於黑洞吞食太陽一對比,那就真是小巫見大巫了,如果真有一天,黑洞要吞噬我們太陽系的太陽,未來的人類又該如何?
黑洞是什麼
1、黑洞簡介
黑洞是現代廣義相對論中,宇宙空間內存在的一種密度無限大體積無限小的天體。黑洞的引力很大,使得視界內的逃逸速度大於光速。
1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西(KarlSchwarzschild,1873~1916年)通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解,這個解表明,如果將大量物質集中於空間一點,其周圍會產生奇異的現象,即在質點周圍存在一個界面——「視界」一旦進入這個界面,即使光也無法逃脫。這種「不可思議的天體」被美國物理學家約翰·阿奇巴德·惠勒(JohnArchibaldWheeler)命名為「黑洞」。
2、簡單解釋
黑洞就是中心的一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小的奇點和周圍一部分空空如也的天區,這個天區範圍之內不可見。依據阿爾伯特-愛因斯坦的相對論,當一顆垂死恆星崩潰,它將聚集成一點,這裡將成為黑洞,吞噬鄰近宇宙區域的所有光線和任何物質。
3、黑洞分類
根據黑洞本身的物理特性質量,角動量,電荷劃分,可以將黑洞分為五類。
不旋轉不帶電荷的黑洞:它的時空結構於1916年由史瓦西求出,稱史瓦西黑洞。
不旋轉帶電黑洞:稱R-N黑洞。時空結構於1916至1918年由賴斯納(Reissner)和納自敦(Nordstrom)求出。
旋轉不帶電黑洞:稱克爾黑洞。時空結構由克爾於1963年求出。
一般黑洞:稱克爾-紐曼黑洞。時空結構於1965年由紐曼求出。
雙星黑洞:與其他恆星一塊形成雙星的黑洞。
如果地球被黑洞吞噬
人類對於黑洞的好奇一直都沒有停歇,就連科學界都對此爭吵不斷——霍金甚至一度想證偽黑洞的存在,更別說民間的無數科幻作品了。很多小說都有過人類的末日是太陽死亡變成黑洞進而吞噬地球這樣的橋段,地球被黑洞吞噬,到底會是一幅怎樣的場景?近日,一位美國科學家給出了答案。
1、「麵條化」假設
有一個非常著名的黑洞假設——物體在靠近黑洞時,由於引力作用,會被「麵條化」(spaghettification,這個單詞來源於spaghetti,義大利面)。簡單來說,如果你離黑洞過近,就會被黑洞的引力拉成像麵條一樣長長的一條。這種效果的產生是重力梯度作用於你身體而產生的變化。
想像一下,你正在一腳踏進一個黑洞,因為你的腳跟頭部相比,離黑洞更近,所以它會受到來自黑洞的更強的引力,同時,你的手臂因為擺臂的關係,與你的腳還不在一個方向上,所以手臂還會受到一個來自不同方向引力的牽引。
不同的位置、不同的方向,這就使得身體的不同部位從邊緣向中心聚集,最終的結果不僅是身體整體的延伸,更讓身體的中間變薄變長,因此,你的身體,地球也是一樣,就會像被拉成了一根長長的麵條,被黑洞的大嘴吞噬進去。
2、具體分析
假設一下,如果我們的地球旁邊突然冒出來一個黑洞,會出現怎樣的情景?
首先,導致麵條化的引力效應開始發揮作用,地球接近黑洞的部分會比另一邊受到更強的引力,於是地球開始解體,如果這個黑洞的質量非常巨大,那麼我們甚至有可能感覺不到自己正在被吞噬,因為在一段時間之內,由於時間變慢的影響,地球的視界(EventHorizon)會低於黑洞的視界,我們看到的東西將會一如尋常。
視界之所以叫「視界」,正是因為這是一個事件的邊界,邊界內發生的事件對於邊界外的觀察者來說,永遠不會發生。所以,從災難降臨到災難發生,你會感覺自己向黑洞跌落的過程沒有任何異常,就像從高處走向地面一樣。
你可以清晰的知道自己穿過正在穿越黑洞視界,進入黑洞內部。在穿過視界一瞬間,如果你回頭看的話,會看到外面的宇宙迅速的發展,恆星耗盡燃料爆炸,銀河系和仙女座星系碰撞,所有恆星熄滅,宇宙變得一片死寂。
當然從技術上說,你看不到。因為從外部射進來的光會因為藍移變成高頻的伽馬射線,不但無法辨認有效信息,還會直接把你烤熟。最後,你會變成二維世界的一張全息圖像,安安靜靜地被儲存在黑洞裡面。
3、黑洞會創建一個地球的全息圖景
「站在黑洞的表面會複製出一個近乎完美的自己」,新的「灰蘑菇」理論認為,「黑洞的邊界並不破壞它觸及的一切」。根據這一理論,黑洞有著非常「膽小」的性格。
俄亥俄州立大學的SamirMathur博士,提出了這一理論,其內容與當前學界主流理論大相徑庭,他認為黑洞並非什麼都吃得下,黑洞也有一道「防火牆」,這道防火牆可以阻斷黑洞與外界的聯繫,同時Mathur博士指出,這道牆使得黑洞不會擾亂自身周圍的空間,以保持自身穩定性。
「在他們看來,黑洞不再是吞噬一切的殺手,而是某種良性的複製機制,這種機制可以被人類所用」,俄亥俄州立大學的研究員PamGorde這麼認為,「2003年Mathur第一次闡述了他的灰蘑菇理論——黑洞有一個明確但又模糊的表面。當時他說,黑洞的外殼(前文提到的防火牆)並沒有落入黑洞中,反而是黑洞緊緊地附著在牆上」。
該理論的一大優勢是,它可以支持宇宙是一個全息圖景的理論。全息圖景理論認為,宇宙就像你信用卡里的安全晶元,存在一個或多個表面連接著更高維度的空間,在高維度空間看來,我們就和一張全息圖景沒什麼區別,這個「晶元」(平面)包含描述我們宇宙的所有信息。
理論上,任何描述三維物體的數據,例如你現在在看的這段文字,都可以被貯存在這樣一個平面中,宇宙就是這個平面最宏觀的版本。
黑洞不為人知的十大秘密
1、像「吃豆人」一樣狼吞虎咽宇宙物質
研究人員認為,早期宇宙包含的寒冷氣體流比現今更緊密,一個年輕黑洞的移動速度非常快,不斷地改變方向,像一個狼吞虎咽的小吃豆人一樣。伴隨著黑洞的不斷成長,它吞食宇宙物質的速度更快,當質量達到太陽的10-10000倍時,質量增速開始減緩。
2、揭曉「索倫之眼」秘密
目前,天文學家認為星系中心超大質量黑洞的質量比之前預想的多40%。研究人員使用一種陸地勘測技術測量NGC4151星系的距離,它有一個活躍內核叫做「索倫之眼」,測量結果顯示「索倫之眼」距離地球大約6200萬光年,這將更精確地測量出該超大質量黑洞的質量。
3、神秘「太空殺手」
天文學家認為一種神秘力量將脈衝星轉變為小型黑洞,這叫做「遺失脈衝星問題」,目前科學家研究發現這與暗物質有關,暗物質是無形的,僅能通過萬有引力與其它物質發生交互反應才能探測到,研究人員認為,脈衝星引力可能吸引某些暗物質粒子,最終導致暗物質吞併脈衝星形成黑洞。
4、人類祖先可能看見過銀河系黑洞
大約200萬年前,銀河系中心超大質量黑洞釋放出灼熱的光亮,那時人類祖先已開始直立行走,他們可能在夜空南部發現一個月亮大小的天體光源,看上去像明亮的絨球或者斑點。
5、並非每個宇宙發電站都是黑洞
幾十年以來,許多科學家認為超高光度X射線源(ULX)可能是黑洞吞食恆星和其它宇宙物質所致。然而,天文學家意外地發現一種超高光度X射線源具有脈衝特徵,像燈塔一樣每1.37秒朝向地球噴射明亮X射線束,但是該來源並不是來自黑洞,黑洞不會脈衝式釋放光線,天文學家認為其來源是脈衝星。
6、黑洞時空存在「動蕩」
科學家對快速旋轉黑洞進行了研究,發現時空很少粘滯在快速旋轉黑洞的周圍,這將增大紊流的可能性,類似於糖漿更粘稠的水流旋轉。
7、黑洞具有超出想像的貪婪
直到最近科學家認為黑洞大小取決於它吞食和製造光線的最高速度,之後他們研究了NGC7793星系中心的P13黑洞,它環繞一顆超巨星旋轉,但是P13吞食超巨星氣體的速度比之前天文學家猜測的快10倍。相當於這個小型黑洞每分鐘吞食1萬億億個熱狗腸。
8、宇宙可能源自一個四維黑洞
科學家對宇宙大爆炸理論存在許多疑問,其中最大的問題就是假定宇宙起源於一個奇點,但物理常見定律會對這個無限密集的奇點失效。加拿大圓周理論物理研究所三位研究人員提出了新的理論——宇宙是四維恆星死亡塌縮形成的四維黑洞噴射出來的「外膜空間」。
9、超大質量黑洞數量可能超出人們的預期
黑洞具有各種大小,從原始黑洞至特大質量黑洞,還有罕見的極大質量黑洞。天文學家認為只有體積較大星系包含著超大質量黑洞,今年初,天文學家發現100個小型矮星系中心位置存在超大質量黑洞,9月,天文學家宣稱發現一個超大質量黑洞位於超緊密矮星系M60-UCD1。
10、黑洞可能避免恆星形成
研究人員發現在成熟星系中,超大質量黑洞噴涌釋放射電波粒子,阻止嬰兒恆星的誕生。這些超熾熱噴涌粒子流速度接近光速,它就像是一種開關裝置,可以阻止星系中熾熱氣體冷卻和凝結形成新的恆星。
結語:本次黑洞吃太陽的成功觀測證實了黑洞的理論,雖然場面無比震撼,但畢竟是三億光年外發生的事情,一時半會不會威脅到地球,所以大家也別杞人憂天了,就算有一天黑洞來到了太陽系附近,那也是很多年之後的事情了,請大家不必擔心。
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