天文科普:黑洞沉睡意味著什么?
來(lái)源:天文在線
發(fā)布時(shí)間:2020-06-20
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什么是沉睡的黑洞?

黑洞沉睡意味著什么?

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有一些質(zhì)量特別大的黑洞處在星系中央,周?chē)男行呛阈遣粩嗟乇凰M(jìn)去,它們?cè)趦尚窍抵g噴出巨大的氣流,發(fā)出耀眼的光,照亮整個(gè)星系。

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這種情況對(duì)于離我們遠(yuǎn)的星系比較常見(jiàn),它們似乎都是一些遠(yuǎn)古星系。

黑洞沉睡意味著什么?

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它們?cè)诤荛L(zhǎng)一段時(shí)間里都被稱(chēng)作活動(dòng)星系核和類(lèi)星體,但是迄今為止最可能的解釋是它們就是質(zhì)量巨大的黑洞,吸收了周?chē)男行呛阈恰?/p>

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既然已經(jīng)過(guò)了這么久,那在那些黑洞周?chē)男行呛阈?,能被吸收的?yīng)該都已經(jīng)被吸收掉了。

黑洞沉睡意味著什么?

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黑洞不像是真空吸塵器;它們不是單純的把自己周?chē)臇|西吸進(jìn)去。它們會(huì)對(duì)周?chē)奈矬w施加重力和潮汐,對(duì)周邊物體的軌道也有影響,但是如果它們?cè)诎踩木嚯x之外,氣體和恒星可以在黑洞周?chē)姆€(wěn)定軌道上運(yùn)行很長(zhǎng)一段時(shí)間。

黑洞沉睡意味著什么?

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不只是一項(xiàng)任務(wù):新的進(jìn)展

如果上述情況對(duì)周邊所有的氣體和星體都適用,那黑洞就跟沉睡沒(méi)什么區(qū)別了;很長(zhǎng)一段時(shí)間就沒(méi)什么會(huì)發(fā)生。黑洞就在那里,然后周?chē)奈矬w圍著它轉(zhuǎn)呀轉(zhuǎn)。我們把黑洞的這個(gè)時(shí)期稱(chēng)為靜默或沉睡。

黑洞沉睡意味著什么?

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但是星體會(huì)受到黑洞發(fā)出的潮汐力而且氣體之間有摩擦力,所以久而久之那些在沉睡黑洞附近的氣體和星體的能量自然會(huì)降低。

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最終,這看起來(lái)就會(huì)像黑洞周邊的氣體和星體都被黑洞吸走,因?yàn)樗鼈兪ツ芰恐笏鼈兊能壍罆?huì)變得越來(lái)越小,它們的運(yùn)行速度也會(huì)變得越來(lái)越快。

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這時(shí),黑洞就以一種神奇的方式蘇醒了。

黑洞沉睡意味著什么?

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這就是目前在星系中央的黑洞正在進(jìn)行的事情。它基本上就是沉睡的。有一團(tuán)小氣體被吸收,它就蘇醒。最新預(yù)設(shè)的是這種事會(huì)在幾年前發(fā)生,但顯然這個(gè)預(yù)設(shè)不對(duì),因?yàn)楹诙锤浇鼪](méi)什么反應(yīng)。

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在星體逐漸死亡和宇宙持續(xù)膨脹的過(guò)程中,最后所有的黑洞都會(huì)陷入沉睡。

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它們就呆在那里,無(wú)聲的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果霍金對(duì)黑洞的理論是正確的,那黑洞就會(huì)逐漸蒸發(fā)。最終它們會(huì)完全消失,什么也不剩下,但是這一切的發(fā)生需要很久很久,大概10^100那么多年。

黑洞沉睡意味著什么?

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所以對(duì)于那些剛剛發(fā)現(xiàn)的沉睡黑洞(210億倍太陽(yáng)的重量),目前什么都不會(huì)發(fā)生。

相關(guān)知識(shí)

黑洞(英語(yǔ):black hole)是時(shí)空展現(xiàn)出引力的加速度極端強(qiáng)大,以至于沒(méi)有粒子,甚至電磁輻射,像是光都無(wú)法逃逸的區(qū)域。廣義相對(duì)論預(yù)測(cè),足夠緊密的質(zhì)量可以扭曲時(shí)空,形成黑洞;不可能從該區(qū)域逃離的邊界稱(chēng)為事件視界 (英語(yǔ):event horizon)。雖然,事件視界對(duì)穿越它的物體的命運(yùn)和情況有巨大影響,但對(duì)該地區(qū)的觀測(cè)似乎未能探測(cè)到任何特征。在許多方面,黑洞就像一個(gè)理想的黑體,它不反光。此外,彎曲時(shí)空中的量子場(chǎng)論預(yù)測(cè),事件視界發(fā)出的霍金輻射,如同黑體的光譜一樣,可以用來(lái)測(cè)量與質(zhì)量反比的溫度。在恒星質(zhì)量的黑洞,這種溫度高達(dá)數(shù)十億K,因此基本上無(wú)法觀測(cè)。

黑洞沉睡意味著什么?

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最早在18世紀(jì),約翰·米歇爾和皮耶-西蒙·拉普拉斯就考慮過(guò)引力場(chǎng)強(qiáng)大到光線都無(wú)法逃逸的物體。1916年,卡爾·史瓦西發(fā)現(xiàn)了廣義相對(duì)論現(xiàn)代黑洞模型特征的第一個(gè)解,然而大衛(wèi)·芬克爾斯坦在1958年才首次發(fā)表它做為一個(gè)無(wú)法逃脫空間區(qū)域的解釋。長(zhǎng)期以來(lái),黑洞一直被認(rèn)為是數(shù)學(xué)上的一種好奇心。在20世紀(jì)60年代,理倫工作顯示這是廣義相對(duì)論的一般預(yù)測(cè)。約瑟琳·貝爾·伯奈爾在1967年發(fā)現(xiàn)中子星,激發(fā)了人們對(duì)引力坍縮造成致密天體的興趣,認(rèn)為可能能在天體物理中實(shí)現(xiàn)。

作者: quora

FY:?張顥葶

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