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黑洞有多可怕?天文學家:宇宙物質總量的1%,已經被黑洞吞噬

作者:寶粉永相随

導語

2019年4月10日,天文學家公布了人類史上首次拍攝到的黑洞圖像,這也是時隔一年多後,它再次露面。

在圖像中,黑洞呈現出一種彎彎的環狀物,好像是一個火爐,在熊熊烈火中燃燒。

但其實這反而是一個“光圈”,黑洞周圍的物質被引力拉攏形成的輻射帶。

就在沒過多久,又有消息傳來:“黑洞在吞噬物質。”

由于黑洞體積龐大,它會吞噬它周圍的那些天體,甚至有的會吞噬整個銀河系。

那黑洞究竟有多可怕,在吞噬完全宇宙的物質之後會發生什麼?

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一、黑洞的吸納能力。

黑洞是一種引力非常強的天體,引力極大,以至于連光也不能逃脫它的魔爪,這就是黑洞的由來。

黑洞在宇宙中占有舉足輕重的地位,是由廣義相對論預測出來的。

在1915年,愛因斯坦根據質能方程式和牛頓定律,共同創造出了一種廣義相對論。

廣義相對論是一種描述引力的空間幾何的理論,它描述的是重力實質上是一種描述時空彎曲的力。

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他認為,物體在三維空間中運動時,會影響到這三維空間的時間和空間結構,這便是廣義相對論的描述。

1916年,卡爾·施瓦西愛科等人用愛因斯坦的引力理論計算了一個超大的恒星在急劇坍縮時,會發生什麼。

理論上,随着恒星坍縮到最後,萬有引力會讓它的密度無限上漲,使得重力無窮大,體積無限小。

但由于當時的條件,無法直接觀測到黑洞,是以這隻能說是一個假設。

真正将黑洞的存在推上了台階的是1964年,帕第西提和麥克斯韋提出了黑洞的概念。

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他們通過觀察到巨大的品質會吸引周圍的物質,而且他們之間沒有任何的熱釋放和輻射,那麼這就證明存在一種天體能做到這一點。

并将這種天體名為黑洞,而且還給出了當時能确定的黑洞的品質範圍。

1971年,哈金根據“假設黑洞不是靜止的,而是有溫度的”提出了著名的“哈金輻射”理論。

他認為,黑洞會發射熱輻射,也就是減小品質,這就是黑洞的品質減小的機制。

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黑洞是一種由于極大壓縮形成的天體,密度可達到10^14g/cm^3一立方厘米的密度,這種密度是和所謂的“引力波”一樣高,但引力波的特征是彈性體,這就是黑洞的特殊之處。

如果我們站在地球上向上扔一個足球,它在空中會停止一會然後恢複,但如果我們站在黑洞附近以一個合适的速度扔出一個足球,那麼它就能不斷的繼續向外擴充。

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有黑洞理論的提示,我們也真正的在宇宙中找到了一些黑洞,在地球附近是沒有黑洞的,但是在銀河系的中心龐大的黑洞,還有一些雙星系統中的一顆恒星爆炸形成的。

可以說黑洞的數量是很多的,比如在夏威夷的潘古天文台就發現在325萬光年内有1000萬個黑洞,總品質為太陽的5000萬倍,也就是每10顆恒星周圍就有一個黑洞。

黑洞因為有一種特殊的性質就是徹底吞噬周圍的所有物質,這就意味着任何進入黑洞的物質都不能逃跑,被黑洞永遠的吞噬了。

黑洞的吸納過程是不可逆的,這就是說物質和資訊都不能再逃出黑洞,這對于宇宙中資訊的儲存和宇宙結構的演化有着很深遠的影響。

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二、黑洞吸納的物質。

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從2019年,人類首次拍攝到了黑洞的圖檔并進行了公布,它距離地球有了5500萬光年,這隻是一個黑洞的小範圍。

其實作在宇宙中有1%的物質被黑洞所吞噬。

一般來說,黑洞的品質都是恒星品質的10倍,是以如果将所有恒星的品質加在一起,也就是宇宙的總品質,它的10%的品質會是黑洞的品質。

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但是宇宙中大品質恒星是非常少的,是以黑洞不可能吞噬整個宇宙的物質。

太陽的品質有30倍,是以在太陽變成黑洞之前,它會經曆一個超新星爆炸,最後留下一個白矮星或者中子星,它的品質也會非常巨大。

但即使是最大的品質的黑洞也不能吞噬整個太陽系,這個系統組成有太陽、行星還有衛星等天體。

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如果太陽變成一個黑洞,行星和衛星的軌道是不會發生改變的,因為太陽的核心品質隻有2.5倍,而且它的品質達到最大的時候是光年一公裡的距離,這個“大家夥”是不會影響到我們的太陽系。

黑洞作為一種無處不在的存在,它對遠距離的天體的影響都是有限的,這也是宇宙能夠穩定和均衡的一個原因。

三、黑洞的成因和演化。

黑洞是宇宙中的一種奇怪的天體,強大的引力使其成為絕對的壟斷者,它的存在對于實體學和天文學領域的發展是一個不小的推動。

黑洞的引力太大了,它能夠吞噬周圍的物質,吸引着周邊的物質不斷的向内坍縮,周圍的引力也在不斷的增大,周圍的物質最終都會被吸收。

在黑洞的深處,物質不斷的坍縮,形成一個“奇點”,這個奇點沒有任何的體積,但它的品質無窮大,密度也是無限大,周圍物質的運動速度也是無限的,這是非常奇妙的。

在黑洞的研究中,哈金輻射是一大突破,它提供了黑洞品質會随時間減小的理論依據,黑洞是一種逐漸衰減的天體。

哈金得到了這一結論後,也得到了史蒂芬·霍金的支援,在他們的共同研究下,這一理論成為了事實。

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黑洞的品質衰減是一種沖突的現象,因為它會逐漸的消失,但無法釋放出它的組成物質,是以黑洞的衰減是不能觀測到的。

誇克星是一顆直徑為16公裡的星體,内部是由很多誇克組成的,這種星體是由恒星的核心坍縮形成的,如果一個星球比誇克星還要小的話,它就會形成一個黑洞。

黑洞在誇克星的基礎上變成了一顆比較新的宇宙中的恒星,它隻會“活”一段時間,哈金輻射會讓它慢慢的變小。

結語

黑洞雖然是宇宙中的一個奇特的天體,它對整個宇宙的影響是局限的,對于遠距離的天體的影響也是有限的。

黑洞的深入研究,對于人類來探索宇宙的起源和未來的命運,都提供了很重要的線索。

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