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黑洞是如何产生的?

2022-10-6 15:22| 发布者: 小南| 查看: 299| 评论: 0|来自: 成都巴适关注

摘要: 恒星衰老之际无法支撑外壳巨大的重量,受自身重力影响不断向内收缩坍塌,而核心质量大的恒星能够无休止地吸收外部,产生巨大的引力,将任何近身的物体吸引进去,这就是黑洞。而早在人类的实现投向太空前黑洞的理论已 ...
      恒星衰老之际无法支撑外壳巨大的重量,受自身重力影响不断向内收缩坍塌,而核心质量大的恒星能够无休止地吸收外部,产生巨大的引力,将任何近身的物体吸引进去,这就是黑洞。而早在人类的实现投向太空前黑洞的理论已然诞生,爱因斯坦陈列了解释万物的相对论,而德国物理学家史瓦西则利用它衍生出了黑洞的概念,他推导出当天体质量足够大的时候会产生超强的引力,连光也会被吸入。

    他也提出了一个数值,即史瓦西半径,当天体小于这个半径时就能位居黑洞之列,根据这个数值推算如果地球被压缩成黑洞,那最终体积不过一分钱硬币大小。黑洞的概念提出后不少人提出质疑,毕竟此时的黑洞只存在于公式的极端状态中,并未有人亲眼见证。直到1970年人造卫星自由号才观测到了人类发现的第一个黑洞留下的痕迹,又过了49年科学家观测到了人类历史已知的最大黑洞,半径则超过了太阳系中所有行星与轨道的总和,那是距离地球7亿光年的鲸鱼座内霍姆伯格15A星系的中心点。

    至今为止的测量仪器还无法看到黑洞的面貌,那科学家又是从何而知黑洞的存在呢?2019年6月天文学家组成的观测团队来到帕瑞纳天文台开始针对霍姆伯格15A星系的观测,经过一个月的观察后他们发现在星系中心有一颗明亮的恒星正以异常快的速度转动,根据开普勒三大定律恒星转速越快,说明吸引其公转的天体质量越大,科学家因此推测星系中心存在一个巨大黑洞。如果真的存在黑洞那它必定在不断吞噬周边物质,包括光线,但仅凭现在的观测仪器是无法观察到黑洞的存在,更无法测量它的质量。

    这时候史瓦西半径和开普勒定律就派上了用场,科学家通过测量周边恒星的运动规律根据理论进行精密推算,发现这个黑洞的质量是太阳的400亿倍。科学家推测霍姆伯格15A星系发现的黑洞是由两个星系碰撞产生,原本两个星系的中心各存在一个黑洞,当星系相互吸引靠近时星系中心的黑洞也进入碰撞轨道,不断靠近,最终合二为一。这些宝贵的观测数据为我们进一步了解宇宙提供了事实基础,按照数据推测40多亿年后我们的银河系也将迎来一次星系碰撞。


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