揭开黑洞的真面目

14 揭开黑洞的真面目



阿旺:“快跑啊,前面有黑洞。”

巴吉:“为什么要跑啊?黑洞很可怕吗?”

小琦:“黑洞当然可怕啦,它会把所有东西都吸进去。如果掉进去,我们就再也出不来了。”

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天文探险小分队继续在茫茫宇宙中漫游,在一次偶然的聊天中,他们聊到了黑洞。

巴吉对黑洞很感兴趣,他说:“我在书上看过黑洞的图画,一个黑黝黝的大窟窿,物体掉进去以后,就出不来了。”

阿旺纠正了他:“在宇宙中,黑洞是一个特殊的存在,它是宇宙旅行者的大敌,因为一旦被它吸过去,就很难脱身了。以往人们总是把黑洞想象成一个黑黝黝的大窟窿,以为物体被吸引过去以后,就会从窟窿里掉进去,其实这是一种误解。黑洞和地球、太阳、月亮一样也是天体,只是它拥有极高的密度和质量,从而拥有了异常强大的吸引力,就算是光也无法从黑洞中逃脱出来。”

巴吉说:“原来是这样,那么真正的黑洞长什么样子呢?”

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阿旺说:“还记得我们在谈论宇宙大爆炸时提到的奇点吗?黑洞也有一个奇点,它的体积很小,却有近乎无限的密度和热量。黑洞可以说是一切物质的敌人,它会把从身旁经过的任何东西都给吸过去,并且吞噬掉。黑洞还会使时间和空间发生扭曲,我们目前已知的物理法则对其都不适用。黑洞的质量非常大,即使是最小的黑洞,也是太阳质量的几十倍,有些甚至能达到数百万至数十亿倍。科学家们给黑洞划分了很多种类,例如原初黑洞、中等质量黑洞、恒星级质量黑洞和超大质量黑洞。”


事件视界是一种时空的曲隔界线,在黑洞周围存在着事件视界。在事件视界之外,我们还可以看到黑洞周围的事物。但是进入事件视界之后,就会被黑洞的引力捕获,任何东西都无法逃出,包括光,因此我们无法看到视界之内发生的任何事情。哈佛大学天文学教授阿维·勒布感慨地说:“视界是终极的监狱围墙——你可以进去,但永远出不来。”

在黑洞强大引力的作用下,物质会被撕成碎片,围绕着视界形成一个闪耀的气体吸积盘,同时产生巨大的热量,并且放出X射线。当物质接近视界时,我们会发现它慢慢变红、变暗,这是黑洞引力扭曲了光线导致的,到了视界之后,事物就会消失,无法看见。


黑洞是如何形成的?

黑洞是恒星死亡后形成的一种特殊天体,这颗恒星的质量很大,通常超过太阳质量的几十倍、几百倍。它们在漫长的岁月中持续进行热核反应,最后耗尽了中心的燃料。由于中心产生的能量不足,无法支撑起外壳的重量,于是在外壳的重压下,核心开始坍缩,物质纷纷向中心集中,最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的天体,黑洞就这样诞生了。

宇宙中有很多黑洞,而我们人类目前发现的黑洞数量还很少,科学家们推测,宇宙中超大质量的黑洞可能多达1 000亿个,这些黑洞通常位于星系的中央。

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你看过科学家拍摄的黑洞照片吗?想一想,为什么人类到现在才拍到黑洞的照片?