黑洞看不見、摸不著,我們是如何找到黑洞的?科學家:黑洞會打嗝
大家好,歡迎收看量子科普第22期,我是常常,今天和大家聊一聊關於天文學家如何發現黑洞的那些事兒。
中子星與黑洞一直是宇宙中兩種十分神秘的星體,這兩種神秘的星體有一個相同點,那就是它們的熱量、質量、密度都極高、中子星的密度大約是地球的20萬倍,表面溫度在150萬攝氏度左右,而且中子星表面是有可見光的,所以人類可以通過天文望遠鏡直接觀測到,但黑洞比中子星不同,黑洞更加神秘,因為黑洞的熱量、質量、密度比中子星還要大,這些指數趨於無限大,由於黑洞無限大的質量,導致連光都被黑洞吸了進去,所以黑洞是不可見的,那麼問題來了,黑洞即看不見、又摸不到,那麼天文學家怎麼發現黑洞的呢?
關於如何發現黑洞,天文學家舉了一個十分生動的比喻:黑洞會打嗝。
黑洞就像是隱藏在黑暗宇宙中的兇猛怪獸,如果黑洞的周圍處於真空的狀態,那麼黑洞就會安靜下來,靜靜等待它的獵物,一旦有物質從黑洞周圍經過時,黑洞會利用它無限大的引力去吞噬周圍所有的物質,但是由於黑洞附近的光都被黑洞和吞噬了,所以黑洞吞噬物質的過程,我們是無法通過觀測發現的,但是天文學家卻通過其他方式發現了一些蛛絲馬跡。
當黑洞吞噬塵埃、星雲或恆星時,組成塵埃、星雲、恆星的基本粒子會因為承受不住黑洞強大的壓力而被徹底碾碎,這些被碾碎成的原子微粒會螺旋式的飛向黑洞中心,原子微粒越接近黑洞中心,它們飛行的速度越快,最快速度可以達到900公里每秒!由於原子微粒以高速進行運動,所以它們攜帶的能量也會變得很大,當它們運動接近快要被吞噬時,無數高速運動的原子微粒會產生碰撞,產生的高溫會向外輻射χ射線和γ射線,天文學家將黑洞吞噬物質、向外輻射射線的過程稱為:黑洞打嗝。
天文學家通過檢測宇宙中的「黑洞打嗝」,可以大致推算中黑洞的位置,但是這畢竟只是一種間接證明黑洞存在的方式,因為黑洞可以吞噬一切的特性,所以導致人類已知的任何物理規律在黑洞中都會失效,以至於黑洞的所有行為都處於可被觀測的視覺之外,以目前人類的科技水平想要直接觀察黑洞難度極大。
但人類求知慾是無限的,科學也是永無止境的,相信在未來不久後的某一天,黑洞的神秘面紗會被我們親手摘下來。
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