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黑洞有多可怕?天文学家:宇宙物质总量的1%,已经被黑洞吞噬

作者:宝粉永相随

导语

2019年4月10日,天文学家公布了人类史上首次拍摄到的黑洞图像,这也是时隔一年多后,它再次露面。

在图像中,黑洞呈现出一种弯弯的环状物,好像是一个火炉,在熊熊烈火中燃烧。

但其实这反而是一个“光圈”,黑洞周围的物质被引力拉拢形成的辐射带。

就在没过多久,又有消息传来:“黑洞在吞噬物质。”

由于黑洞体积庞大,它会吞噬它周围的那些天体,甚至有的会吞噬整个银河系。

那黑洞究竟有多可怕,在吞噬完全宇宙的物质之后会发生什么?

黑洞有多可怕?天文学家:宇宙物质总量的1%,已经被黑洞吞噬

一、黑洞的吸纳能力。

黑洞是一种引力非常强的天体,引力极大,以至于连光也不能逃脱它的魔爪,这就是黑洞的由来。

黑洞在宇宙中占有举足轻重的地位,是由广义相对论预测出来的。

在1915年,爱因斯坦根据质能方程式和牛顿定律,共同创造出了一种广义相对论。

广义相对论是一种描述引力的空间几何的理论,它描述的是重力实质上是一种描述时空弯曲的力。

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他认为,物体在三维空间中运动时,会影响到这三维空间的时间和空间结构,这便是广义相对论的描述。

1916年,卡尔·施瓦西爱科等人用爱因斯坦的引力理论计算了一个超大的恒星在急剧坍缩时,会发生什么。

理论上,随着恒星坍缩到最后,万有引力会让它的密度无限上涨,使得重力无穷大,体积无限小。

但由于当时的条件,无法直接观测到黑洞,所以这只能说是一个假设。

真正将黑洞的存在推上了台阶的是1964年,帕第西提和麦克斯韦提出了黑洞的概念。

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他们通过观察到巨大的质量会吸引周围的物质,而且他们之间没有任何的热释放和辐射,那么这就证明存在一种天体能做到这一点。

并将这种天体名为黑洞,而且还给出了当时能确定的黑洞的质量范围。

1971年,哈金根据“假设黑洞不是静止的,而是有温度的”提出了著名的“哈金辐射”理论。

他认为,黑洞会发射热辐射,也就是减小质量,这就是黑洞的质量减小的机制。

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黑洞是一种由于极大压缩形成的天体,密度可达到10^14g/cm^3一立方厘米的密度,这种密度是和所谓的“引力波”一样高,但引力波的特征是弹性体,这就是黑洞的特殊之处。

如果我们站在地球上向上扔一个足球,它在空中会停止一会然后恢复,但如果我们站在黑洞附近以一个合适的速度扔出一个足球,那么它就能不断的继续向外扩展。

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有黑洞理论的提示,我们也真正的在宇宙中找到了一些黑洞,在地球附近是没有黑洞的,但是在银河系的中心庞大的黑洞,还有一些双星系统中的一颗恒星爆炸形成的。

可以说黑洞的数量是很多的,比如在夏威夷的潘古天文台就发现在325万光年内有1000万个黑洞,总质量为太阳的5000万倍,也就是每10颗恒星周围就有一个黑洞。

黑洞因为有一种特殊的性质就是彻底吞噬周围的所有物质,这就意味着任何进入黑洞的物质都不能逃跑,被黑洞永远的吞噬了。

黑洞的吸纳过程是不可逆的,这就是说物质和信息都不能再逃出黑洞,这对于宇宙中信息的保存和宇宙结构的演化有着很深远的影响。

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二、黑洞吸纳的物质。

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从2019年,人类首次拍摄到了黑洞的图片并进行了公布,它距离地球有了5500万光年,这只是一个黑洞的小范围。

其实现在宇宙中有1%的物质被黑洞所吞噬。

一般来说,黑洞的质量都是恒星质量的10倍,所以如果将所有恒星的质量加在一起,也就是宇宙的总质量,它的10%的质量会是黑洞的质量。

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但是宇宙中大质量恒星是非常少的,所以黑洞不可能吞噬整个宇宙的物质。

太阳的质量有30倍,所以在太阳变成黑洞之前,它会经历一个超新星爆炸,最后留下一个白矮星或者中子星,它的质量也会非常巨大。

但即使是最大的质量的黑洞也不能吞噬整个太阳系,这个系统组成有太阳、行星还有卫星等天体。

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如果太阳变成一个黑洞,行星和卫星的轨道是不会发生改变的,因为太阳的核心质量只有2.5倍,而且它的质量达到最大的时候是光年一公里的距离,这个“大家伙”是不会影响到我们的太阳系。

黑洞作为一种无处不在的存在,它对远距离的天体的影响都是有限的,这也是宇宙能够稳定和均衡的一个原因。

三、黑洞的成因和演化。

黑洞是宇宙中的一种奇怪的天体,强大的引力使其成为绝对的垄断者,它的存在对于物理学和天文学领域的发展是一个不小的推动。

黑洞的引力太大了,它能够吞噬周围的物质,吸引着周边的物质不断的向内坍缩,周围的引力也在不断的增大,周围的物质最终都会被吸收。

在黑洞的深处,物质不断的坍缩,形成一个“奇点”,这个奇点没有任何的体积,但它的质量无穷大,密度也是无限大,周围物质的运动速度也是无限的,这是非常奇妙的。

在黑洞的研究中,哈金辐射是一大突破,它提供了黑洞质量会随时间减小的理论依据,黑洞是一种逐渐衰减的天体。

哈金得到了这一结论后,也得到了史蒂芬·霍金的支持,在他们的共同研究下,这一理论成为了事实。

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黑洞的质量衰减是一种矛盾的现象,因为它会逐渐的消失,但无法释放出它的组成物质,所以黑洞的衰减是不能观测到的。

夸克星是一颗直径为16公里的星体,内部是由很多夸克组成的,这种星体是由恒星的核心坍缩形成的,如果一个星球比夸克星还要小的话,它就会形成一个黑洞。

黑洞在夸克星的基础上变成了一颗比较新的宇宙中的恒星,它只会“活”一段时间,哈金辐射会让它慢慢的变小。

结语

黑洞虽然是宇宙中的一个奇特的天体,它对整个宇宙的影响是局限的,对于远距离的天体的影响也是有限的。

黑洞的深入研究,对于人类来探索宇宙的起源和未来的命运,都提供了很重要的线索。

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