黑洞的定義
黑洞,可以說是宇宙中最神秘的存在了,最起碼也是最神秘的存在之一了。黑洞,是根據廣義相對論而推測出的,在宇宙空間中存在的一種質量相當大的天體或星體(並不是如字面意思一樣是一個洞)。
黑洞的形成
黑洞的質量極大,產生的引力場極強,以至於絕大部分物質甚至輻射都沒法逃離,甚至就連速度極其快的光都逃不掉,所以黑洞不會反射光纖,也不能被我們看到,故此才得名黑洞。黑洞的周圍,是一個無法偵測的事件視界,而在黑洞的中心,是一個密度無限大的奇點。
當一個恆星走到生命的盡頭,也就是內部氫元素全部核聚變完畢之後,因為燃料沒有辦法抵抗自身的重力而開始箱內塌陷,隨著壓力越來越高,其內部的重元素會重新開始燃燒導致恆星又瞬間膨脹,這個瞬間膨脹會使恆星的體積暴增到原先的數十倍甚至數百倍,這就是紅巨星,而質量更大的恆星則會出現超新星爆炸,不過無論是紅巨星還是超新星,都會把外部物質全部吹到宇宙中去,等重元素也燒完的時候,坍塌又開始了,坍塌到最後,恆星會變成一顆和月球差不多大的白矮星,而質量更大的恆星則會形成中子星,並且會發出規律的電磁波,而如果恆信的質量更大的話,強大的重力會使周圍的空間都出現扭曲,坍縮到最後,會形成一個密度在每立方公分約一億噸的天體:「黑洞」。
黑洞的質量是如此之大,到目前為止,我們所發現的最小的黑洞,質量都是太陽的3.8倍!
歷史上第一個意識到黑洞存在的是英國的自然哲學家約翰.米歇爾,他在1783年寫給朋友的一封信里說道,他認為如果一個物體質量和太陽相同,誕生半徑只有3公里的話,那麼這個天體是不可見的,因為連光都無法逃脫這個天體強大的引力。
1796年法國物理學家拉普拉斯也曾預言:「一個質量為250個地球而直徑和地球一樣的天體,由於其引力的作用,將不允許光線離開它,因為這個原因,宇宙中最大的發光天體,我們卻看不到。」拉普拉斯根據牛頓的萬有引力定律求得黑洞的半徑
。
儘管「黑洞」這個詞是1968年由美國天體物理學家約翰.匯勒提出的,但是米歇爾和拉普拉斯早就察覺到了黑洞的存在,並對其進行了研究。
幾百年來,各國出色的天文學家和物理學家們都通過計算和推測對黑洞的形成和性質進行著不斷的修正和豐富。
霍金提出黑洞通往另一個宇宙
其中2015年霍金對黑洞信息佯謬提出新的解釋,指出黑洞並不是只進不出,而是有出口的,就算不小心掉進去,也是可以出去的。與愛因斯坦相對論中提出的觀點相反,霍金認為黑洞無法吞噬和消滅物理信息,而且霍金認為黑洞可能會通往另一個宇宙,如果掉入黑洞,我們會永遠的在本宇宙消失,但會毫髮無損的出現在另一個宇宙。而信息在黑洞內部是以全息影像的方式儲存的,而且並不是存儲在黑洞內部,而是儲存在黑洞的邊界,也就是所謂事件邊界,當然,這些都是霍金的一家之言,在我們沒有辦法進行可驗證的實驗和觀測之前,這樣的爭論還是持續下去。
值得慶幸的是,在北京時間4月10日21時整,全世界6個地方(比利時布魯塞爾、治理聖地亞哥、中國上海和台北、日本東京和美國華盛頓)將以中文、英語、西班牙語和日語四種語言,召開全球新聞發布會,宣布一項重大成果,與黑洞的照片有關。
有人說,黑洞既然是看不到的,那怎麼拍照片呢?
其實主要是用3種方法來確定黑洞的存在,並記錄下來。
1.黑洞的超強引力會對周圍的星體、氣體產生影響,我們可以通過觀察這種影響來觀察黑洞。
2.黑洞會吞噬光線,我們也可以藉此來觀察黑洞。
3.通過黑洞的長大對周圍環境的影響來觀察黑洞。
當然,僅僅如此是不夠的,我們想要直接看到黑洞,那就需要滿足更加苛刻無數倍的條件。首先,我們要有一個超高倍數的望遠鏡,這種望遠鏡要能做到在紐約可以看清楚洛杉磯一個高爾夫球上的凹洞,然後我們還要想辦法排除瀰漫在銀河系中的氣體和黑洞周圍高溫氣體的干擾,而做到這一切我們需要的是一個和地球差不多大小的望遠鏡。
我們當然沒有地球大小的望遠鏡,聰明的科學家把全球多座天文望遠鏡連接起來,創建了一個地球大小的虛擬望遠鏡,將全球各地的望遠鏡分工,讓她們同時觀測宇宙的某個方位,並將結果記錄在硬碟中。
慶幸的是,人類第一次給黑洞的拍照非常順利,首張黑洞照片已經在沖洗中了,讓我們期待黑洞的第一張照片到底會帶給我們怎麼樣的震撼吧!
你對黑洞的照片有什麼有趣的預測,抓緊時間在評論區告訴我吧。
文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/sgu5n3QBd8y1i3sJTuy9.html