黑洞,相信大多數(shù)人都聽說過。不過并不是所有人都了解到底什么是黑洞。
我們不能僅從字面意思去理解黑洞,黑洞并不是一個“洞”,當然也不是“一片漆黑”的洞,實際上黑洞仍舊是一種天體。
我們通常所說的黑洞是“恒星類黑洞”,是大質(zhì)量恒星死后之后留下來的致密殘骸,所以黑洞其實就是恒星的“尸體”。
(資料圖片僅供參考)
不過黑洞并非普通的天體,它是宇宙中最詭異的天體,這一切都是因為黑洞超強的引力,任何物體一旦靠近黑洞,越過黑洞的事件視界,就會被無情吞噬,有去無回。
很多人或許不知道,黑洞其實是沒有大小的,它只是一個體積無限小的奇點。而我們通常所說的黑洞大小,指的是黑洞事件視界的大小。
何為“事件視界”?簡單講,就是“事件”的分界線,也可以理解為四維時空的分界線,一旦越過事件視界,就相當于逃離了四維時空,事件視界里面的世界不再屬于四維時空,具體是什么樣的世界,人類目前也不知道。
事件視界是如何定義的呢?就是以黑洞的奇點為圓心,以黑洞的史瓦西半徑為半徑組成的球體,球體的大小就是黑洞的大小。
由于黑洞能吞噬一切靠近的物體,哪怕光也會被吞噬,黑洞本身也不會發(fā)光,所以理論上我們無法直接看到黑洞。
那么天文學家們在2019年拍攝到的人類歷史上首張黑洞照片是怎么回事呢?看不到黑洞怎么能給黑洞拍照片呢?
其實天文學家們拍攝到的并不是真正的黑洞照片,準確來講是黑洞周圍世界的照片,事件視界范圍外的景象。
這就需要了解黑洞的特殊性,還有黑洞對周圍時空的影響。
剛才說了,黑洞的質(zhì)量和引力巨大,憑借強大的引力,黑洞能吸引周圍的很多物質(zhì),比如說星際云,甚至還有恒星本身。這也造成了黑洞周圍的物質(zhì)分布其實非常密集,密集的物質(zhì)在被黑洞吞噬的過程中,勢必會造成擁擠,擁擠的過程就會產(chǎn)生強烈的擠壓,摩擦,撞擊等,而這個過程就是釋放出超強能量,通常會以伽馬射線的方式釋放出來,飛向太空。
而由于黑洞本身一直在運動,周圍的各種物體也會環(huán)繞著黑洞運動,所以在跌落到黑洞的過程中,會形成龐大的吸積盤,這種吸積盤極其明亮,甚至比整個星系的亮度都要強,這其實就是類星體黑洞,亮度甚至能超過太陽亮度的數(shù)萬億倍。
還有,由于黑洞質(zhì)量巨大,對周圍時空就會產(chǎn)生明顯的影響,扭曲周圍時空,天文學家們根據(jù)黑洞扭曲時空的程度,就可以判斷黑洞的某些參數(shù)。
不過,實際上探測黑洞并記錄下黑洞參數(shù)的過程一點也不簡單,需要長時間的不斷觀察才可以
比如說,人類歷史上首張黑洞照片,就花費了天文學家們5天的時間進行仔細觀測,然后又經(jīng)歷了兩年時間的后續(xù)分析,最終才繪制出了首張黑洞照片。
所以,黑洞的照片,完全不像我們平時拍照“咔嚓”一下就完事了,是非常復雜的過程。
從首張黑洞照片可以看出,黑洞所謂的“漆黑一片”只是最中心的位置,外圍是非常明亮的,甚至比恒星還要明亮很多。
人類拍攝到的首張黑洞照片距離地球5300萬光年,相當遙遠的距離,那是M87中心的超大質(zhì)量黑洞,質(zhì)量巨大,為太陽質(zhì)量的65億倍,而銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞僅為太陽質(zhì)量的400萬倍而已。
而黑洞首張照片的出爐,其實也再次印證了愛因斯坦廣義相對論,早在一百多年前,愛因斯坦就預測有黑洞這種神秘天體的存在,之后的天文學發(fā)現(xiàn),也確實印證了愛因斯坦的預測,也廣義相對論在超強引力環(huán)境中的直接體現(xiàn)。
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