黑洞是外層空間最迷人的現象之一，一度引起無限的遐想，科學家們(men) 一直在努力對黑洞進行研究，也獲得了不少黑洞星空体育官网入口网站。現在天文學家發表了一篇新研究論文，記錄了一次罕見的可見黑洞碰撞，碰撞產(chan) 生了一道閃光，使科學家能夠從(cong) 地球上看到這一事件。從(cong) 《星際迷航》到《神秘博士》…無數科幻小說經常將黑洞融入故事情節，這在很大程度上是因為(wei) 仍然有太多我們(men) 對黑洞不知道的東(dong) 西。

但是亞(ya) 曆山大·維倫(lun) 金絲(si) 毫沒有被這個(ge) 龐大而複雜研究主題嚇倒，倫(lun) 納德和簡·霍姆斯·伯恩斯坦教授在塔夫斯大學物理和天文學係從(cong) 事進化科學研究，幾十年來他一直在研究理論宇宙學，包括暗能量、宇宙弦和多重宇宙，如果有人能幫助解開圍繞黑洞的一些謎團，那他應該就是其中之一。為(wei) 了更接近這些宇宙“巨人”的真麵目，這裏有三個(ge) 關(guan) 於(yu) 黑洞的事實可能讓你頭暈目眩，但你值得學習(xi) 和了解。

黑洞大得令人費解

黑洞通過它們(men) 的大小和質量，或黑洞所擁有的物質數量來衡量，一個(ge) 中等大小的天體(ti) 黑洞質量可能比太陽大20倍。然而，黑洞內(nei) 部的引力是如此強大，以至於(yu) 它將所有的質量“凝聚”在一個(ge) 直徑隻有20英裏的球體(ti) ，與(yu) 其他普通天體(ti) 相比，非常不同。

黑洞質量可以劃分為(wei) 微型黑洞，中等質量黑洞，大質量黑洞，超大質量黑洞等，其中超大質量黑洞通常可能有10億(yi) 倍太陽質量。每個(ge) 大型星係，包括銀河係，其中心都至少有一個(ge) 超大質量黑洞。就超大質量黑洞而言，銀河係中心的黑洞相當小，隻有幾百萬(wan) 倍太陽質量。有記錄最小的天體(ti) 黑洞實際上很小，其質量僅(jin) 為(wei) 太陽的四倍。

黑洞可以合並

彼此靠近的黑洞往往會(hui) 漂移得更近，發生的情況是：這些黑洞在引力的作用下互相依附，並開始圍繞彼此旋轉。它們(men) 形成一個(ge) 雙星係統，當它們(men) 旋轉時，它們(men) 將逐漸因引力輻射而失去能量。它們(men) 彼此將靠得越來越近，圍繞彼此旋轉的速度越來越快，最終雙星黑洞會(hui) 合並，並釋放出引力波。到目前為(wei) 止，還沒有觀測到超大質量黑洞的碰撞，但天文學家已經觀察到許多中小型黑洞的碰撞。

遺憾的是不能通過望遠鏡看到這樣壯觀的碰撞，無論望遠鏡有多高的分辨率，因為(wei) 根本沒有光可以從(cong) 黑洞事件視界內(nei) 逃逸出來。然而，使用非常靈敏，非常大的引力波探測器，科學家可以探測和測量黑洞發出的引力波。這些波就像時空中的漣漪，收集到的數據講述了數百萬(wan) 光年或數十億(yi) 光年外發生的事情。黑洞在其雙星係統中運行時發出的引力波通常太弱，無法被探測到。

但當黑洞即將合並時，以及當黑洞最終合並形成更大的黑洞時，就能探測到發出的引力波。引力輻射爆發持續的時間很短，但它們(men) 以某種模式出現，當天文學家看到這種模式時，就可以確定它是黑洞碰撞產(chan) 生的，並計算出它們(men) 的質量和距離有多遠。2019年9月美國國家航空航天局(NASA)宣布，天文學家在距離地球約10億(yi) 光年的一個(ge) 係統中，發現了三個(ge) 處於(yu) 碰撞路線上的超大質量黑洞。

黑洞有一條不歸路

黑洞有所謂的事件視界，把這個(ge) 想象成黑洞的表麵，任何東(dong) 西都不能從(cong) 表麵下逃脫，包括光。那麽(me) ，例如，當一艘宇宙飛船跨過視界時會(hui) 發生什麽(me) 呢？假設飛船在接近黑洞時向我們(men) 發送光脈衝(chong) ，當飛船接近視界時，脈衝(chong) 會(hui) 變得越來越弱，它們(men) 之間的間隔也會(hui) 變得越來越長。當宇宙飛船非常接近視界時，我們(men) 看到它就好像被凍結了一樣，我們(men) 永遠不會(hui) 看到宇宙飛船真正進入視界之下，因為(wei) 光線不能從(cong) 那裏逃逸。

那宇宙飛船裏的旅行者呢？當宇宙飛船接近事件視界時，他們(men) 不會(hui) 注意到任何特別的東(dong) 西，他們(men) 仍然會(hui) 看到我們(men) 。然而，一旦它們(men) 越過事件視界，這就是一個(ge) 不可逆轉的點，已經不能掉頭就走，隻能向黑洞中心移動。引力將變得越來越強，由於(yu) 引力將物體(ti) 向一個(ge) 方向拉伸，宇宙飛船將會(hui) 變得麵目全非。最終，這艘宇宙飛船將擊中中心點（實際上是已經變成基本粒子的飛船了），也就是所謂的奇點。

從(cong) 數學上講，奇點是引力變得無限強的地方，所以時空的曲率變得無限大，目前還不知道奇點到底發生了什麽(me) ，但宇宙飛船和裏麵的一切都將在船達到奇點之前很久就被摧毀成基本粒子了。

博科園｜研究/來自：塔夫茨大學

關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情