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震撼!银河系暗藏两千多“流氓”黑洞[复制链接]
发表于 2014-1-12 17:04:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

  美国加州大学圣克鲁兹分校(UCSC)的一个科研组,对星系的形成过程进行电脑模拟,结果显示我们的银河可能被这种饥不择食的太空现象团团围住。他们的模型是根据每一个星系(不管是如何开始的)都是从位于它中心的“种子”黑洞开始形成的的理论得出的。随着这些原星系彼此相撞在一起,并发生合并,它们中心的黑洞也会合并在一起,最终形成一个质量是我们太阳的数百万倍的超大质量黑洞。但是,当这些初始星系发生互动,产生引力波时,黑洞之间的碰撞会导致一个年轻黑洞被撞飞,Tuo离寄主星系。

  黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。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。当核心中一切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,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力量,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳,但黑洞并不能吞噬如此多的物质,黑洞会释放一部分物质,射出两道纯能量——γ射线。也可以简单理解:通常恒星的最初只含氢元素,恒星内部的氢原子时刻相互碰撞,发生聚变。

  由于恒星质量很大,聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡,以维持恒星结构的稳定。由于聚变,氢原子内部结构最终发生改变,破裂并组成新的元素——氦元素,接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素。如此类推,按照元素周期表的顺序,会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成,直至铁元素生成,该恒星便会坍塌。


  这是由于铁元素相当稳定,参与聚变时不释放能量,而铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡,从而引发恒星坍塌,最终形成黑洞。说它“黑”,是因为它的密度无穷大,从而产生的引力使得它周围的光都无法逃逸。跟中子星一样,黑洞也是由质量大于太阳质量好几倍以上的恒星演化而来的。

  当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。


  鉴于此,加州大学圣克鲁兹分校的研究人员通过电脑模拟发现,有70到2000个这种游荡的黑洞可能现在仍逗留在我们自己的星系晕里,黑洞的多少主要取决于撞击环境。人们普遍认为,大部分星系的中心都有超大质量黑洞。并认为银河的超大质量黑洞就位于一个被称之为人马座A源的区域——这是位于该星系中心的一个非常明亮、致密的天文射电源。

  黑洞是一个时空临界点,这里的引力可以防止任何东西逃逸出来,其中包括光。黑洞周围是一个被称之为事件视界的数学定义的表面,它是物质一去不复返的起始点。之所以称其为“黑”洞,是因为它会吸收任何抵达这个表面的光,不会有光反射回来,这就如同热力学中的一个完美黑体。一切传感器都无法观测到黑洞,因此有时人们只能通过观察它与周围环境发生的引力互动,推测它的存在。但是该校科研组模拟的大部分流氓黑洞都无法被发现,因为它们周围根本没有东西可以互动。


  不过美国哈佛大学的艾维-利伯称,其他一些黑洞可能仍携带着少量恒星簇和一些暗物质,因此原则上来说,尽管它们非常昏暗,通过当前或者是未来的技术或许就能观测到它们。

黑洞

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