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“黑洞” , 是宇宙中最可怕的天体 , 同时也是最神秘的天体 。
关于黑洞的一切都让我们着迷 , 因为黑洞的很多特征都违背的我们的常识 , 和日常生活中的常见物质完全不同 。
那么黑洞的本质到底是什么呢?它和普通的天体一样 , 是一个黑色的球形天体 , 还是真如它的名字一样 , 是一个漆黑的无底深渊呢?
今天 , 我们就一起了解一下 , 这个宇宙中最神奇的天体——黑洞 。
在广义相对论中 , 预言了黑洞的存在 , 黑洞是宇宙中存在的一种奇特天体 , 它最大的特点就是难以想象的强大引力 , 每个天体都有属于自己的“逃逸速度” , 也就是离开这个天体引力需要的速度 , 地球的逃逸速度是11.2公里/秒 , 太阳的逃逸速度是617.7公里/秒 。
当一个天体的逃逸速度大于光速的时候 , 这个天体就是黑洞 , 也就是说黑洞的逃逸速度达到了30万千米/秒!
那么 , 什么样的天体可以成为黑洞呢?目前 , 科学界认为宇宙中的黑洞基本都是恒星死亡后留下来的 , 在坍塌之前 , 恒星质量大约2~3倍太阳质量时 , 这颗恒星就会演变成黑洞 , 值得注意的是 , 这里指的是坍塌之前的质量 , 而不是这个恒星处于主序星阶段时候的质量 , 因此能形成黑洞的恒星 , 普遍质量要大于2~3倍太阳质量 。
同时形成黑洞的 , 是恒星的核心 , 并不是恒星所有的物质 , 恒星核心之外的物质 , 基本都在演化的末期被抛洒了出去 , 形成了星云 , 这些星云会在引力的影响下慢慢形成新的恒星 。
除了恒星演化形成的黑洞之外 , 科学家认为宇宙中还可能存在一种“原初黑洞” , 这些黑洞是在宇宙诞生之初形成的 , 宇宙在刚刚诞生的时候 , 物质密度很高 , 一些地方恰好符合黑洞形成的条件 。
其实恒星 , 也就是在引力的影响下 , 把大量的物质聚集在了一起 , 才有了形成黑洞的条件 , 而早期的宇宙物质密度极高 , 不需要恒星也能诞生黑洞 , 不过这样形成的黑洞 , 基本都是小质量的黑洞 , 根据理论 , 这些小质量的黑洞 , 在诞生没多久之后 , 就会蒸发质量 , 最终在一场爆发中消失 。
不过 , 一些原初黑洞可能会幸存下来 , 同时在这个过程中不断的吸收物质成长 , 成为超大质量黑洞 。 在我们的观察中 , 几乎每一个星系的中心都存在一个超大质量黑洞 , 就以我们的银河系为例 , 中心的人马座A , 可能就是一个超大质量黑洞 , 这个黑洞的质量能达到太阳的200万倍!
同时在银河系的内部 , 可能存在不止一个黑洞 , 一些新形成的黑洞 , 可能会在引力的影响下向中心聚集 , 最终发生一场巨大的碰撞 , 融合成一个新的黑洞 。
黑洞虽然被我们叫作黑洞 , 但是黑洞本身并不是不发光 , 而是所有的光线都无法逃脱黑洞的视界范围 , 没有光也就没有信息 , 所以在我们看来黑洞是漆黑的 , 而真实的黑洞应该是散发着光芒的才对 。
所以 , 人类可以用计算机模拟出黑洞的照片 , 人类首张黑洞的照片来自于椭圆星系M87 , 这个黑洞距离我们5500万光年 , 质量足有太阳的65亿倍!同时这张照片也证明了 , 爱因斯坦的广义相对论在黑洞周围的极端环境下仍然成立!
那么 , 抛开黑洞强大的引力 , 它真实的样子应该是怎么样的呢?黑洞的内部是一个“奇点” , 任何物体都可以被压缩成奇点 , 只要这个物体的半径小于它的史瓦西半径 , 它就会变成奇点 。
地球的史瓦西半径是是9毫米 , 也就是说把整个地球压缩成一个半径9毫米的小球 , 地球就会变成一个黑洞 , 所以黑洞的本质就是一个被无限压缩形成的“奇点” , 在想象中 , 应该是一个不断运动的球形 。
为什么我们还要把奇点和事件视界 , 统称为“黑洞”呢?
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