天文科普:黑洞沉睡意味著什麽?
來源:天文在線
發布時間:2020-06-20
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什麽(me) 是沉睡的黑洞?

黑洞沉睡意味著什麽?

 

有一些質量特別大的黑洞處在星係中央,周圍的行星恒星不斷地被它吸進去,它們(men) 在兩(liang) 星係之間噴出巨大的氣流,發出耀眼的光,照亮整個(ge) 星係。

 

這種情況對於(yu) 離我們(men) 遠的星係比較常見,它們(men) 似乎都是一些遠古星係。

黑洞沉睡意味著什麽?

 

它們(men) 在很長一段時間裏都被稱作活動星係核和類星體(ti) ,但是迄今為(wei) 止最可能的解釋是它們(men) 就是質量巨大的黑洞,吸收了周圍的行星恒星。

 

既然已經過了這麽(me) 久,那在那些黑洞周圍的行星恒星,能被吸收的應該都已經被吸收掉了。

黑洞沉睡意味著什麽?

 

黑洞不像是真空吸塵器;它們(men) 不是單純的把自己周圍的東(dong) 西吸進去。它們(men) 會(hui) 對周圍的物體(ti) 施加重力和潮汐,對周邊物體(ti) 的軌道也有影響,但是如果它們(men) 在安全的距離之外,氣體(ti) 和恒星可以在黑洞周圍的穩定軌道上運行很長一段時間。

黑洞沉睡意味著什麽?

 

不隻是一項任務:新的進展

如果上述情況對周邊所有的氣體(ti) 和星體(ti) 都適用,那黑洞就跟沉睡沒什麽(me) 區別了;很長一段時間就沒什麽(me) 會(hui) 發生。黑洞就在那裏,然後周圍的物體(ti) 圍著它轉呀轉。我們(men) 把黑洞的這個(ge) 時期稱為(wei) 靜默或沉睡。

黑洞沉睡意味著什麽?

 

但是星體(ti) 會(hui) 受到黑洞發出的潮汐力而且氣體(ti) 之間有摩擦力,所以久而久之那些在沉睡黑洞附近的氣體(ti) 和星體(ti) 的能量自然會(hui) 降低。

 

最終,這看起來就會(hui) 像黑洞周邊的氣體(ti) 和星體(ti) 都被黑洞吸走,因為(wei) 它們(men) 失去能量之後它們(men) 的軌道會(hui) 變得越來越小,它們(men) 的運行速度也會(hui) 變得越來越快。

 

這時,黑洞就以一種神奇的方式蘇醒了。

黑洞沉睡意味著什麽?

 

這就是目前在星係中央的黑洞正在進行的事情。它基本上就是沉睡的。有一團小氣體(ti) 被吸收,它就蘇醒。最新預設的是這種事會(hui) 在幾年前發生,但顯然這個(ge) 預設不對,因為(wei) 黑洞附近沒什麽(me) 反應。

 

在星體(ti) 逐漸死亡和宇宙持續膨脹的過程中,最後所有的黑洞都會(hui) 陷入沉睡。

 

它們(men) 就呆在那裏,無聲的轉動。如果霍金對黑洞的理論是正確的,那黑洞就會(hui) 逐漸蒸發。最終它們(men) 會(hui) 完全消失,什麽(me) 也不剩下,但是這一切的發生需要很久很久,大概10^100那麽(me) 多年。

黑洞沉睡意味著什麽?

 

所以對於(yu) 那些剛剛發現的沉睡黑洞(210億(yi) 倍太陽的重量),目前什麽(me) 都不會(hui) 發生。

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黑洞(英語:black hole)是時空展現出引力的加速度極端強大,以至於(yu) 沒有粒子,甚至電磁輻射,像是光都無法逃逸的區域。廣義(yi) 相對論預測,足夠緊密的質量可以扭曲時空,形成黑洞;不可能從(cong) 該區域逃離的邊界稱為(wei) 事件視界 (英語:event horizon)。雖然,事件視界對穿越它的物體(ti) 的命運和情況有巨大影響,但對該地區的觀測似乎未能探測到任何特征。在許多方麵,黑洞就像一個(ge) 理想的黑體(ti) ,它不反光。此外,彎曲時空中的量子場論預測,事件視界發出的霍金輻射,如同黑體(ti) 的光譜一樣,可以用來測量與(yu) 質量反比的溫度。在恒星質量的黑洞,這種溫度高達數十億(yi) K,因此基本上無法觀測。

黑洞沉睡意味著什麽?

 

最早在18世紀,約翰·米歇爾和皮耶-西蒙·拉普拉斯就考慮過引力場強大到光線都無法逃逸的物體(ti) 。1916年,卡爾·史瓦西發現了廣義(yi) 相對論現代黑洞模型特征的第一個(ge) 解,然而大衛·芬克爾斯坦在1958年才首次發表它做為(wei) 一個(ge) 無法逃脫空間區域的解釋。長期以來,黑洞一直被認為(wei) 是數學上的一種好奇心。在20世紀60年代,理倫(lun) 工作顯示這是廣義(yi) 相對論的一般預測。約瑟琳·貝爾·伯奈爾在1967年發現中子星,激發了人們(men) 對引力坍縮造成致密天體(ti) 的興(xing) 趣,認為(wei) 可能能在天體(ti) 物理中實現。

作者: quora

FY: 張顥葶

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