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虽然黑洞很难观测 , 但是科学家依旧定位到宇宙中的很多黑洞 , 这些黑洞并不是依靠视觉观察 , 而是通过引力计算和特殊现象推导而来——黑洞的巨大引力 , 会产生明显的引力波 , 同时也会形成特殊的引力透镜 , 通过特殊现象判断黑洞存在的可能性 , 之后科学家就可以通过周围天体的运动轨道 , 判断黑洞是否存在 。
寻找黑洞的“特殊现象”:黑洞作为现代物理学的极限天体 , 和其他天体有着本质上的区别 , 黑洞的强大引力 , 也让黑洞获得了独特的标签 , 科学家只需要寻找宇宙中特殊的引力现象 , 就有机会找到黑洞 。
引力波是寻找黑洞最为关键的方法之一 , 除了星系中心的超大型黑洞 , 科学家发现的绝大多数黑洞 , 都是通过引力波判断黑洞的大致位置 。
单个黑洞形成的引力波并不容易检测 , 而黑洞形成的双星系统 , 可以产生较强的引力波 , 因此科学家检测到的黑洞 , 基本都是双星系统 。
两个黑洞互相旋绕运动 , 或黑洞和中子星旋绕运动 , 都会产生巨大的引力波 , 当两个天体合并时 , 巨大的引力波甚至会传播到整个宇宙 , 地球目前的天文观测设备 , 也可以检测到这类引力波 , 从而定位到可能存在黑洞或中子星的地方 。
除了引力波 , 宇宙中还有特殊的引力透镜——大质量天体会引起空间的弯折 , 光线的运动也出现弯曲 , 从而让我们看到天体背后的景象 。 目前科学家已经发现多个引力透镜 , 如果一个引力透镜周围 , 观测不到任何大质量天体 , 那么这个天体很有可能是一个黑洞 。
引力透镜不仅仅可以帮助科学家找到大质量天体 , 也可以帮助科学家观测到更深的宇宙 , 引力透镜不仅仅会展现天体背后的景象 , 还会像放大镜一样进行放大 , 从而让科学家有机会清晰看到深空景象 。
寻找“隐形”的天体系统:黑洞由于其巨大的引力作用 , 会影响周围很多天体的运动 , 甚至会影响周围恒星的运动 , 这就为科学家提供了可以明显观测的参照物 。
利用引力波、引力透镜 , 判断有可能存在黑洞的区域 , 再通过特殊的天体运动轨道 , 寻找大质量天体的位置 , 如果计算得到的位置看起来“空无一物” , 就很有可能是一个黑洞 。 与星系相同 , 黑洞经常处于完整天体系统的中心区域 , 科学家只要判断出完整的天体系统 , 就可以在中心区域探索黑洞的具体位置 。
由于人类的天文观测能力有限 , 目前发现的黑洞 , 基本都是双星系统黑洞、星系中心超大质量黑洞以及较为明显的黑洞 。 但是在宇宙中 , 绝大多数的黑洞并不会展现出太多的特征 , 甚至还有孤立的黑洞 , 这类黑洞对于科学家来说既难以发现 , 也难以观测 。
天文学家预测宇宙中存在三种黑洞:超大质量黑洞、恒星黑洞、原初黑洞 。 除了原初黑洞 , 其他两种黑洞都已经被观测到 。 宇宙诞生之初就存在的“原初黑洞” , 由于这类黑洞体积较小 , 甚至只有西瓜大小 , 因此以目前的天文观测能力还无法找到原初黑洞 。
总结:黑洞虽然是一个“漆黑”的天体 , 但是黑洞也拥有独特的特征 。 通过黑洞的引力现象 , 天文学家可以找到黑洞可能存在的区域 。
虽然黑洞没有光亮 , 难以观测 , 但是黑洞周围的天体运动情况 , 可以帮助科学家计算出黑洞的具体位置 , 就像海王星是一颗依靠计算得到的行星 , 黑洞的发现 , 也可以通过计算得到 。
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