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黑洞2021/6/7 10:36:14 |
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讯，一提到黑洞，想必大家都毛骨悚然。近日，有科学家团队探测到了两个黑洞碰撞产生的引力波信号，之后在2017年又宣布首次探测到两个中子星并合产生的引力波信号。据了解，引力波是爱因斯坦在1916年根据广义相对论所预言的一种神秘现象。
发现引力波是意义非凡的，这不仅又一次验证了爱因斯坦的广义相对论，还可能开启人类引力波天文学的新时代。引力波是发现了，但还有一个基本的问题等待解答——产生引力波的两个黑洞是如何发生碰撞与合并的呢?
两个黑洞要发生碰撞与合并，显然它们之间的距离要非常近。据估计，这个距离或许只有五分之一个天文单位(地球到太阳的平均距离)。要明白，这些黑洞的前身是大质量恒星，它们最终演化成两个黑洞并合二为一必然是一个匪夷所思的过程。
2015年，LIGO团队宣布他们首次探测到了两个黑洞碰撞产生的引力波信号，之后在2017年又宣布首次探测到两个中子星并合产生的引力波信号。这一次，在北京时间8月15日，LIGO团队宣布再次探测到一组引力波信号，并认为这次可能是由黑洞和中子星之间的碰撞产生的。
广义相对论预言了时空的涟漪——引力波的存在，但如果量子理论是正确的，那么引力波也应当表现出波粒二象性。到目前为止，科学家对于引力波的探测都只局限在其“波”的特性，组成引力波的粒子——引力子真实存在吗?我们要如何探测探测引力波的“粒子”特性呢?
2016年2月，LIGO发表了一项声明，彻底改变了人们对宇宙的图像：在10多亿光年之外，两颗质量分别为36和29个太阳质量的巨大黑洞相互旋进并合。这次并合事件的结果是产生了一个62个太阳质量的黑洞，根据爱因斯坦质能方程E = mc2，剩下的3个太阳质量转化为纯粹的能量，以引力波的形式在整个宇宙中荡漾。
自那之后，LIGO探测到的引力波信号数量已经上升到两位数，引力波如今也已经极大地加深了我们对宇宙的认识。然而，所有这些仍然只是根据广义相对论这一经典的引力理论得出的关于宇宙的信息。如果量子物理学是正确的，那么即便是对于引力波，波粒二象性也是真实存在的。接下来我们讨论这到底意味着什么。
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虫洞真的存在吗 如何才能探测到虫洞
黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种密度极大、体积极小的天体。黑洞的引力很大，连光都无法逃脱。1916年，德国天文学家卡尔史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围存在一个连光都无法逃脱的界面——“视界”。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰阿奇博尔德惠勒命名为“黑洞”。
黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。北京时间2019年4月10日，人类首张黑洞照片面世，爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。
但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
黑洞有寿命，质量越大的寿命越长，因为随着吸积质量的增加，它的引力会变小，但是无论大小黑洞都会死亡。
因为黑洞吞噬物质的同时，也在不断向外辐射，这样以损失其质量做为代价，并且它蒸发得越多，奇点的质量就损失越快温度也会越高，温度越高，它辐射就越强。
小黑洞由于质量小，当它吸积的物质换算成能量总是小于它辐射的能量时，这时候温度会越来越高，量会急剧减少，奇点的质量和它的引力不足以对抗辐射时，便发生黑洞爆发，以前吞噬过的物质以粒子的形式被抛向宇宙，黑洞也就寿终正寝。
而质量大的黑洞比如星系黑洞，由于它蒸发得非常缓慢，所以寿命会非常地长。
1916年，德国天文学家卡尔史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这个定值称作史瓦西半径，这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰阿奇博尔德惠勒命名为“黑洞”。
在广袤的宇宙中，存在着黑洞。在现代广义相对论中，黑洞是存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸，会喷射物体，发出耀眼的光芒。在常人的认知中，黑洞会吞噬宇宙中的一切。那么，黑洞可以吞噬太阳吗？
黑洞可以吞噬太阳吗
黑洞可以吞噬太阳。黑洞在宇宙里面是吞噬一切的存在，就连光走到它身边也逃不掉被吞噬的命运，并且黑洞的质量非常大，最小的都比太阳大三倍。不同的黑洞吞噬太阳需要的时间不一样，取决于黑洞质量的大小。
1916年，德国天文学家卡尔史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。
但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
讯，一谈到黑洞，很多人都会觉得可怕，就连光也难逃魔掌。近日，安徽师范大学物理与电子信息学院舒新文教授研究小组发现双黑洞吞噬恒星的罕见天文现象，当一个恒星运动到太靠近黑洞的位置时，会被其强大潮汐引力撕裂瓦解，进而被黑洞吞噬。
双黑洞吞噬恒星是怎么回事
11月28日从安徽师范大学获悉，近日，该校物理与电子信息学院舒新文教授研究小组，在一个河外星系中发现了一对互相绕转的超大质量双黑洞吞噬恒星的罕见天文现象。这是天体物理学家迄今为止在正常星系中发现的第二例超大质量双黑洞绕转系统。该研究成果近日以第一作者单位发表于国际顶级期刊《自然通讯》。主要合作者包括中科院国家天文台、中国科学技术大学、广州大学、上海天文台、中山大学以及北京大学的科研人员。
据了解，黑洞是广义相对论预言的天体，具有独特的时空结构，进入其视界面的所有物质包括光线都无法逃脱。当一个恒星运动到太靠近黑洞的位置时，会被其强大潮汐引力撕裂瓦解，进而被黑洞吞噬，同时释放出短暂的剧烈电磁波辐射，这被称为黑洞潮汐撕裂恒星事件。
对于一个本身就很难发现的休眠黑洞来说，发生黑洞潮汐撕裂恒星事件几乎是每个星系每10万年才会发生1次，概率为十万分之一。因此，即便是经过了30多年的研究，天文学家们也仅在少数几个活动的星系中找到了超大质量双黑洞，而能够捕捉到这种天文现象是极为罕见的。
黑洞喷流速度有多快?
自NGC5532发射出的喷流长达将近百万光年远。其中，光的速度是299792458米/秒。
在1998年，X射线源XTEJ1550-564曾进行过一场巨大的爆发。物质以接近光速的高速被送进太空，冲击附近的空气并加热它们，使它们在X射线波段产生炽热光芒。图中的左列影像，告诉我们这些X射线波段的热点从爆发至今已移动了3光年以上，残留下的喷流则已减弱至不可测。图中右侧的绘图则描绘出极可能产生X射线喷流的双星系统，我们可看到左边的一颗红色正常恒星，它大量抛出自身的物质到环绕着右边黑洞的吸积盘上。一般认为喷流就是沿着黑洞的自转轴喷射出来的。
中央的黑洞如何喷发出吸入物质原因仍不清楚，然而，在清空星系后，喷流将膨胀成巨大的无线电波泡泡，发出长达百万年的光芒﹔若一个经过的波前激发了它，这个无线电波泡泡在十亿年后甚至可以再度点亮。
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虫洞真的存在吗 如何才能探测到虫洞
黑洞有寿命，质量越大的寿命越长，因为随着吸积质量的增加，它的引力会变小，但是无论大小黑洞都会死亡。因为黑洞吞噬物质的同时，也在不断向外辐射，这样以损失其质量做为代价，并且它蒸发得越多，奇点的质量就损失越快温度也会越高，温度越高，它辐射就越强。
小黑洞由于质量小，当它吸积的物质换算成能量总是小于它辐射的能量时，这时候温度会越来越高，质量会急剧减少，奇点的质量和它的引力不足以对抗辐射时，便发生黑洞爆发，以前吞噬过的物质以粒子的形式被抛向宇宙，黑洞也就寿终正寝。而质量大的黑洞比如星系黑洞，由于它蒸发得非常缓慢，所以寿命会非常地长。
黑洞是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。
1916年，德国天文学家卡尔史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这个定值称作史瓦西半径，这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰阿奇博尔德惠勒命名为“黑洞”。
