去年的四月十号,一张照片让全世界科学界沸腾,神秘的黑洞终于被人们“看见”了!数百名科研人员在全球各地同时召开发布会,宣布这一跨时代的发现。于是,不管了解还是不了解,网上开始了对黑洞的热议。
在绝大多数人的认知里,黑洞可能就是“洞如其名”——一个黑色的大洞,再稍微有点了解的可能会说黑洞是一个像吸尘器一样的东西,会把周围的东西都吸到肚子里面去,连光都跑不出来。这或许就是人们对于黑洞的所有印象了。但,黑洞作为曾经令爱因斯坦都头痛无比的东西,远远没那简单。
黑洞到底是什么
在200多年前,就有科学家根据牛顿的万有引力提出这个概念——宇宙中可能会存在一种天体,它在密度与太阳相同的情况下直径比太阳大几百倍,它的逃逸速度可能会超过光速,也就是连光都能吸进去的超级天体,但是由于万有引力理论的局限性,这个超级天体大家都说不清是什么。一直到了1915年,一个叫爱因斯坦的小伙子提出了广义相对论,人们发现,这个理论好像能更好的阐述黑洞到底是个啥,1916年一个名叫史瓦西的物理学家根据相对论给出了第一个黑洞模型。
图为史瓦西
在史瓦西的模型里,黑洞是一个既不转动,也不带电的超级天体,黑洞的中心是一个奇点,奇点就是一个时空被无限弯曲的区域,在那里密度无限大。
图为史瓦西黑洞模拟图
黑洞的形成,使得视界分成了两个部分——视界内和视界外。从视界外来的物质和光可以进入到视界内,但是视界内的东西什么都出不来包括光,这也就是为什么黑洞叫做“黑洞”,或许你又有些搞不懂什么是视界了,这个你可以想象自己在瞭望大海时,海面的上半部分就是视界外,而海面的下半部分就是视界内。你可以看见海面上,但你不能看见海面下。不过史瓦西的模型也仅仅是最简单的黑洞模型。
三毛定理
或许你会觉得黑洞好复杂,其实在科学家眼里要了解一个黑洞,只需要知道三样东西:质量,电荷,和角动量。说白了就是黑洞有多重,带不带电还有它会不会转,怎么转。由于黑洞形成后只剩下这三个参量,所以这三个参量被科学家亲切的称为“三毛定理”。
相较于史瓦西模型,更复杂的黑洞模型包括转动的黑洞(克尔黑洞模型),带电的黑洞(里斯纳.诺兹特隆黑洞模型)和又转动又带电的黑洞(克尔.纽曼黑洞模型)不过这些都是理论中的模型,现实中的黑洞大多都是不带电的。天文学家根据质量把黑洞分为以下三类:
1.恒星级质量黑洞,指的是质量是太阳质量几倍到几百倍的黑洞,如天鹅座X—1,
2.中等量黑洞,就是质量在上面那个和下面那个之间的黑洞,如球状星团M13 GT中心
3.超大质量黑洞,指的是质量是太阳质量几百万倍的黑洞,如人马座A
银河系中间有个超大质量黑洞!
大家都知道太阳系的中心是太阳,那你知道银河系的中心是什么吗?
答案是黑洞,而且是超大质量的黑洞。那你可能又要问了,那为啥我们没被黑洞给吸进去了?这个黑洞的质量虽然有四百三十万个太阳质量,但是银河系保守来说也有两千亿颗恒星,即中心黑洞质量只占整个银河系总质量的0.00002。它的引力并没有我们想象的那么大!就像前面说的那样,黑洞的引力其实只有在奇点处引力无限大,所以别担心!吞不掉地球的!
红点是太阳系
或许你还听过白洞这个概念,一个只发射、不吸收的特殊宇宙天体,与黑洞正好相反,不过它还没有得到证实。但,或许在不久的将来,这个特殊天体也能够得到证实!
总结
随着航天事业的发展,科技的进步,越来越多神秘的天体被揭开了神秘的面纱,但是,我们了解的这个宇宙还是太少,科学是一个无限的过程,每个人都应该懂一点科学,热爱一点科学,这样,这个世界的奥秘才会被尽早揭开!
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