为何说宇宙中最可怕的东西是黑洞?天文学家告诉你答案

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黑洞——空间中引力如此之强以至于任何物体都无法逃脱的区域——是最近新闻中的热门话题。罗杰·彭罗斯在2020年获得了一半的诺贝尔物理学奖,因为他的数学工作表明黑洞是爱因斯坦引力理论的必然结果。安德里亚·盖茨和莱因哈德·根泽尔分享了另一半奖金,因为他们证明了一个巨大的黑洞位于我们银河系的中心。

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黑洞之所以可怕有三个原因。如果物质落入恒星死亡留下的黑洞,它将被撕裂。此外,在所有星系中心看到的巨大黑洞都有“永不满足的胃口”。黑洞是物理定律被抹去的地方。

亚利桑那大学天文学家克里斯.斯珀西研究黑洞已有30多年了。Impey特别关注潜伏在星系中心的超大质量黑洞。大多数时候它们是不活动的,但当它们变得活跃并吞噬恒星和气体时,黑洞附近的区域将比携带它们的整个星系更加耀眼。有活跃黑洞的星系称为类星体。在过去的几十年里,我们对黑洞有了充分的了解,但仍有许多谜团有待解决。

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黑洞预计会在一颗大质量恒星死亡时形成。恒星的核燃料耗尽后,其核心会坍缩成可以想象的最致密的物质状态,密度是原子核的一百倍。它的密度如此之高,以至于质子、中子和电子不再是离散的粒子。因为黑洞是暗的,所以它们是围绕正常恒星运行的。正常恒星的特征使天文学家能够推断其黑暗“伴星”——黑洞的特征。

第一个被证实的黑洞是天鹅座X-1,天鹅座中最亮的X射线源。从那时起,在正常恒星围绕黑洞运行的系统中发现了大约50个黑洞。它们是银河系中大约1000万个黑洞的最新例子。

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黑洞是物质的“坟墓”;没有什么能逃过他们,即使是光。任何人掉进黑洞的命运都将是痛苦的意大利面,霍金在他的《时间简史》一书中提出了这一观点。

在过去的30年里,哈勃太空望远镜的观测表明,所有星系的中心都有黑洞。较大的星系有较大的黑洞。大自然知道如何创造出质量惊人的黑洞,从几倍于太阳质量的恒星“尸体”到数百亿倍于太阳质量的“怪物”。

天文学家此前发布了有史以来第一张关于黑洞及其事件视界望远镜的照片。这是一个位于M87椭圆星系中心的“怪物”黑洞,质量是太阳的70亿倍。

它比我们银河系中的黑洞大1000多倍,它的发现者获得了今年的诺贝尔奖。这些黑洞大部分时间是暗的,但当它们的引力吸引附近的恒星和气体时,它们会爆发出强烈的活动并释放出大量的辐射。大质量黑洞有两种危险。如果你靠得太近,巨大的引力会吸进物质等等。如果它们处于活动类星体阶段,它们将受到高能辐射的轰击。

迄今为止发现的最大黑洞的质量是太阳的400亿倍,或是太阳系的20倍。它的外缘以光速的一半移动。像所有的黑洞一样,一个巨大的黑洞被视界遮住了。在它们的中心是一个奇点,一个空间中密度无限的点。

关于大质量黑洞的好消息是,尽管它们的引力更强,但它们的张力比小黑洞弱。坏消息是,视界标志着深渊的边缘。任何东西都无法从活动穹顶逃脱。根据霍金的说法,黑洞正在慢慢蒸发。在遥远的宇宙未来,在所有恒星都已死亡,星系被加速的宇宙膨胀拉离视线很久之后,黑洞将是最后幸存的天体。

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