解读神秘而诡异的黑洞,黑洞内部或隐藏着宇宙终极奥秘

2024-05-13

1. 解读神秘而诡异的黑洞,黑洞内部或隐藏着宇宙终极奥秘

如今我们知道,黑洞也是一种天体,非常恐怖的天体,能吞噬一切靠近的物体,包括恒星,行星。虽然广义相对论预测了黑洞的存在,但相对论无法描述黑洞内部的运行规律,因为黑洞不能用已知的任何物理定律来诠释。
  
 简单说,黑洞的内部究竟是什么样的存在,我们一无所知。科学家只能根据现有的大自然法则去猜测,想象。
  
 说黑洞是宇宙中最神秘的天体,估计没有谁会反对。黑洞的引力巨大,甚至连光都无法逃脱它的魔掌,黑洞可以吞噬任何靠近的物质,包括大型天体,甚至整个星系都会被黑洞吞噬。
  
 严格来讲,人类从来没有真正看到过黑洞,当然也更不可能亲自发射探测器到黑洞内部进行探测。但科学家确实知道黑洞真实存在,而且也的确发现了很多黑洞,当然都是间接的发现,利用黑洞对周围时空和周围物质的影响互动发现黑洞的存在。
  
 比如说下面这张图,就可以作为黑洞存在的证据,图片中的影像真实记录了黑洞吞噬恒星的场景。当然即便是恐怖的黑洞,在吞噬恒星的时候也不是一下子就能吞噬掉的,就像一个人吃饭时也需要一口一口吃,黑洞吞噬恒星的时间非常漫长,常常需要上百万年的时间。
     
 还有,科学家可以通过观察恒星的异常运行情况来判断黑洞的存在。比如说,天文学家对银河系中心周围的很多恒星进行了长时间的观测,发现它们运行速度非常快,而且都围绕着中心运行,很明显,银河系中心存在着某种引力巨大的天体,根据进一步计算得知黑洞的存在。再打个比方,就算我们看不见太阳,但根据八大行星的运行轨道情况,仍旧可以推断出太阳所在的位置存在着某种质量很大的天体。
     
 黑洞,是宇宙中一切的终结者,不单单是物质的终结者,也是时空,能量和引力的终点。恐怖,是我们对黑洞的第一感受。但其实很多人对黑洞有很大的误解,黑洞在星系形成的过程中扮演着非常重要的角色,它塑造了星系,就像太阳塑造了太阳系一样,科学家发现每个星系中心都有一颗超大质量黑洞,凭借它超强的掌控力塑造了星系稳定运行的秩序。
  
 由于黑洞引力巨大,所以即便是光也难逃黑洞强大引力,这也是为什么黑洞“漆黑一片”的原因所在,一旦越过黑洞的事件视界,你就有去无回,葬身黑洞。
  
 千万不要以为黑洞距离地球很远,事实上黑洞并不是遥不可及,甚至就在地球附近游荡。比如在我们的银河系,就有很多流浪黑洞,它们大小不一,漫无目的地游荡在浩瀚太空。
  
 如果太阳系附近有黑洞出现,后果不堪设想,届时很有可能把有序运行的太阳系完全摧毁,把八大行星从各自轨道上拉开,然后行星开始相互碰撞,灾难降临,太阳系会变得一片狼藉。
     
 如果黑洞靠近地球,黑洞巨大的引力会拉拽小行星轨道上的大量小行星,然后砸向地球,使地球成为“靶子”,炼狱般的存在,地球真正的末日也到来了。黑洞会吞噬地球大气层,然后是整个地球。
  
 黑洞如此诡异,以至于有些科学家认为,黑洞有可能是通往另一个宇宙(平行宇宙)的通道。
     
 黑洞是一类天体,并非“一个洞”,但这并不妨碍黑洞可以成为通往另一个世界的通道。黑洞巨大的引力和质量可以轻松把周围时空拉伸到极致,创造一个无限深度的“引力井”,整个引力井甚至可以撕裂时空结构,在时空结构上创造出一个“洞”,通往另一个时空,另一个宇宙,所谓的“平行宇宙”。
  
 这种观点虽然目前还无法得到证实,但也有一定道理。有科学家甚至提出了黑洞-虫洞-白洞的宇宙结构,认为黑洞,虫洞和白洞是有机结合在一起的结构,黑洞吞噬一切靠近的物体,被吞噬的物体穿越虫洞然后通过白洞“吐”出来。
     
 黑洞“只吃不吐”,而白洞“只吐不吃”。甚至有更让人震惊的观点:我们的宇宙都是通过白洞“吐”出来的。
  
 当然,虫洞和白洞的概念目前更多的仍旧停留在科幻阶段,还需要更多的有力证据来证明它们的真实性。
  
 不可否认的一点是,黑洞确实非常诡异,它如此诡异以至于黑洞本身很可能藏着不为人知的很多宇宙终极奥秘。有科学家认为一旦揭开黑洞的神秘面纱,人类就可以更进一步靠近宇宙终极奥秘。目前人类已知的所有物理定律在黑洞面前都会失效,需要更高一级的物理定律才能诠释黑洞内部的存在方式。
  
 还有更神秘的奇点,黑洞的中心无限小,密度无限大的奇点,与宇宙大爆炸的“奇点”颇有几分相似之处,或许两者真的有某种“致命”的关联。
     
 对于目前的人类 科技 水平来说,无论如何我们都不可能探测到黑洞内部到底是是一个什么样的存在方式,因为任何东西一旦被黑洞吞噬都再也出不来了,包括信息本身。即便有一个黑洞就在你面前,你也无法知道它的内部到底是什么样的。
  
 无论如何,科学家对黑洞和宇宙的 探索 不会停止,终将有一天人类会凭借超高智慧一步步揭开黑洞的神秘面纱!

解读神秘而诡异的黑洞,黑洞内部或隐藏着宇宙终极奥秘

2. 黑洞-宇宙中的怪兽

 黑洞的概念是现代引力理论即爱因斯坦广义相对论最有趣和最令人惊奇的产物之一,这个概念也可以在牛顿基本原理的基础上加以理解。
   黑洞是超大质量的恒星内部核聚变反应结束后,由于万有引力的作用,所有的物质都向内部核心坍缩而形成的密度极大,引力极强的天体。由于引力极其强大,黑洞会吞噬任何附近的其它天体,就连光线都不能逃脱掉它的吸引力。这也是它被称作黑洞的原因。那么它的形成机制和条件是什么?假设有人走近黑洞附近,会发生什么现象?让我们从黑洞的形成说起。
        1 黑洞是由恒星演化而来  
   宇宙形成于大约138亿年前的一次大爆炸。最早的恒星可能出现在宇宙大爆炸之后的两亿年,在宇宙大爆炸之后的十亿到100亿年,陆续出现大量的恒星和由恒星组成的星系、星系团,形成我们今天看到的灿烂的宇宙景象!其中不乏有黑洞的存在。黑洞是由恒星演化而来,但不是所有的恒星都能演化为黑洞,只有大质量的恒星才能演化为黑洞。
      恒星的演化过程十分复杂,但大体上可以分成四个阶段:(1)  形成阶段 ——恒星的婴幼时期。宇宙形成之初,广袤的宇宙空间弥散着密度很低、温度很低的气体——主要成分是氢气。氢气在万有引力的作用之下凝聚成星云,星云经过多次分裂和收缩形成致密的核,随着压力不断增大,核心区温度不断升高,当温度升高到可以发生氢核聚变时,一颗恒星就诞生了。
       (2)主序星阶段 ——恒星的青壮年时期。主要为氢核聚变阶段,核聚变产生的向外膨胀的压力和向内的引力相平衡,使恒星维持平稳状态。因为恒星演化过程中氢核聚变持续的时间最长(一般为几千万到100多亿年),所以主序星阶段在恒星的一生中占有绝大部分时间。不同的恒星其主序星阶段的时间不一样,质量越大,主序星阶段的时间越短,反之越长。
   我们的太阳就处在主序星阶段,它主序的时间大约为100亿年,目前,它只有46亿岁,处在青壮年时期。太阳的质量是地球质量的3万亿倍【3.3 10ⁿ(n=13)】。表面温度达5500摄氏度,中心温度高达1500万摄氏度。如此高的温度不但没有固体和液体存在,就连原子都会被分解成质子、中子和电子,因此整个太阳就是一个巨大的等离子体。在发生热核聚变时,氢原子核变成氦原子核,同时释放出巨大的热能和光能,向太空辐射,照亮整个太阳系。
       (3) 红巨星阶段 ——恒星的中老年期。恒星中心区的氢消耗殆尽形成由氦组成的核心之后,随着氦核的扩大,恒星处在不稳定状态,总的趋势以膨胀为主,体积增大,同时表面温度降低,但十分明亮,形成红巨星,质量大的恒星变成红超巨星。此阶段大约经历数百万年不等。和主序星阶段相比,非常短暂。
       (4)大质量恒星的死亡和超新星的爆发 。 恒星核心的氢元素聚合成氦元素后,内部支撑力远小于引力,压力的方向指向核心,随着压力的增大,温度急剧升高,从氦元素开始进行一系列的聚核反应,依次生成锂、铍、硼、碳、氮等,直到铁元素为止,核聚变停止。此时恒星核心主要由铁元素组成,外层有残余的氢元素。由于核聚变停止,力的平衡再次被打破,恒星内部已没有能量和引力抗衡。在强大的引力作用下,铁核继续坍缩,并引起外层星体发生爆炸,向空中抛射物质。爆炸时产生的亮度可能达到太阳亮度的百亿倍,甚至能照亮整个银河系,这种爆发叫做超新星爆发。
      超新星爆发时,外层爆炸与核心坍塌同时进行。爆炸使得恒星外层物质向外抛洒,成为构造下一代恒星的原材料。坍塌作用使核心处的物质压缩得更加密实,形成一个高密度的天体。当这个高密度天体的质量低于钱德拉塞卡极限,即在电子简并态时,M小于1.44倍太阳质量,其密度达10吨/立方厘米,成为白矮星;当电子简并态不足以抵抗坍塌和大爆炸引起的高压,处在这种高压下的物质,电子都被挤压到原子核上,与质子结合成中子,形成中子简并态,质量不超过奥本海默极限,即1.44倍太阳质量 M 3.2倍太阳质量,其密度可达10亿吨/立方厘米,这就是中子星;当M 3.2倍太阳质量时,中子简并态也不足以抵抗坍缩压力,坍缩继续进行,直到核心部分的物质密度无限大、引力无限大,引力大到连光线都逃脱不掉时,宣告黑洞诞生了。
        2 史瓦西半径和事件视界  
    (1) 史瓦西半径  众所周知,牛顿力学定律在宏观低速领域内是适用的。根据万有引力定律,恒星太阳表面的逃逸速度的公式 v= (2GM/R)^½ 式中,G是万有引力常数,M是太阳的质量,R是太阳的半径。设v=c(c是光速),解出式中的半径R就是质量和太阳相同的黑洞半径的临界值。
   1916年,卡尔 史瓦西使用爱因斯坦广义相对论推导出黑洞的临界半径R公式,结果和我们用牛顿万有引力定律推导的黑洞临界半径完全相同,所以c=(2GM/R)^½ 。式中的R叫做 史瓦西半径 
    R=2GM/c² 
   如果一个质量为M的非旋转球体,其半径小于史瓦西半径,那么任何东西包括光都不能从该球体的表面逃出去,这个球体就是黑洞。在这种情况下,从黑洞中心到R之间的任何物质都受到黑洞的吸引而不能逃出去。
   (2) 事件视界  黑洞周围半径等于R的球面叫做事件视界。由于光不能从这样一个范围逃逸出去,我们不能看见里面发生的事件。事件视界外面的观测者对黑洞所能了解的全部信息就是它的质量、电荷和角动量。原因很简单,它的质量对其他物体有引力效应,它的电荷对其它带电体施加电力,它旋转的角动量会拖拽它周围的空间和这个空间内的一切物体。当视界内的物体坍塌时,所有关于这个黑洞的信息都会无可挽回地消逝了。
        3 造访黑洞  
   在远离黑洞的地方,质量相同的任何物体,其引力效应都相同。如果太阳坍塌形成黑洞,行星轨道不会受到影响。但接近黑洞的情况就完全不同了。当你奔向事件视界时,你身后的朋友会注意到几个奇特的效应和广义相对论有关
   如果你携带发报机,发回你对那里发生事情的评论,你的朋友必须不断地把接收机的频率调低,这个效应叫做 引力红移 。与引力红移相符合的是你的时钟会走得越来越慢,这个效应叫做 时间延缓 。事实上,在他们有生之年,永远都不会看到你进入事件视界。
   在你的坐标系中,你会在相当短的时间内以一种相当令人不安的方式进入事件视界。当你的脚先落入黑洞时,作用在你脚上的引力会比作用在你头上的引力大,因为头比脚离黑洞稍远一点;作用在你身体不同部位的引力差大到足以把你沿着黑洞的方向拉长和垂直于黑洞的方向压扁。这个效应叫做 潮汐力 ,会把你撕裂成原子,然后在你到达事件视界之前,继续撕裂你的原子,把你变成更小的粒子。
        4 探测黑洞  
   如果光不能从黑洞中逃逸出来,如果黑洞至少有三个太阳的质量,我们如何了解这种东西存在?答案是,黑洞附近的气体和尘埃往往被吸进旋转的吸积盘而进入黑洞,很像一个旋转的水池。吸积盘内物质之间的摩擦力使它失去了机械能,而盘旋进入黑洞;当它向黑洞内运动时,它被压缩在一起,热量增加导致温度升高,温度可达10^6k以上。吸积盘发出的热不仅有可见光,而且有X射线。天文学家寻找到这些X射线,就可以发现黑洞了。
      也有越来越多的例子证明,宇宙中存在着更大的超大质量的黑洞,一个例子被认为位于银河系的中心,距离地球大约26000光年的人马座方向上,银河系中心的高分辨率图像显示,恒星正以大于1500km/s的速度围绕着一个看不见的物体运动,看不见的物体位于人马座A星的无线电波源的位置。天文学家通过分析这些运动能推断出每颗恒星的轨道周期和半长轴,用开普勒第三定律计算出它的质量。
   结论是在银河系中心,这个神秘的黑暗物体就是黑洞。该黑洞的质量为7.3X10^36km或3.7X10^6个太阳的质量。然而,用射电望远镜观测表明,这个黑洞的半径不超过10^11m,与地球到太阳的距离相当。这些观测也表明,该黑洞就是具有史瓦西半径的黑洞。天文学家希望提高他们的观测分辨率,以便实际上能看到黑洞的事件视界。

3. 宇宙中的怪物黑洞

黑洞,这个词我相信大家相对不太陌生,黑洞是宇宙中比较神秘的天体之一,之所以神秘主要原因在于闻其名而不见其身。历来也是科学家们比较头疼的事儿,不过随着科学的不断进步这个宇宙杀手的轮廓也慢慢呈现在人们眼前。
     
  质量, 引力, 黑洞是有相当大的质量和吸引力的,通常最小的黑洞质量都是太阳质量的几十倍以上,当然目前发现最大质量黑洞是太阳质量的660亿倍,就拿我们所处的银河系中心黑洞的质量都是太阳质量的431万倍,这也就说明了为什么银河系中的所有天体都在围绕中心旋转的缘故了。
  
  黑洞的前身是自身质量大于8倍太阳的大质量恒星晚年时通过超新星爆发遗留的产物。例如我们前文提到的一一手枪星,它庞大的质量最后一定会经过超新星爆发以后形成黑洞,黑洞之所以看不见,是因为它的逃逸速度是一定大于等于光速的,所以就连光也无法逃离它的束缚,宇宙中没有任何物质能够逃离它的魔掌。
     
  根据广义相对论和史蒂芬,霍金提出的黑洞是比中子星还要致密的天体。如果地球要想达到黑洞的密度,那么它将会收缩成一个直径为1.8厘米的球体,也就是一枚硬币的大小,想想都为其震撼。
  
  到有趣的是,黑洞质量越大密度越小,反而质量越小密度则越大。这又是为什么呢?其实很简单,质量越大的黑洞半径也就越大,距离本体越远,受引力影响越小,小质量黑洞距离本体更近,受强大引力影响导致有着难以想象的密度。客观上认为黑洞是一个体积无限小而密度无限大的天体。这一点也是毋容置疑的,因为地球的逃逸速度仅为11.2千米每秒,而黑洞的逃逸速度是大于等于光速的。黑洞上的物质是极其坚硬的,就连中子星都望而兴叹。
     
  那么就是这个杀人不眨眼的恶魔如果突然毫无征兆的靠近太阳系会是什么结果呢?
  
  第一,太阳和其它大行星会彻底打乱轨道顺序很有可能围绕黑洞旋转,这时的太阳由于质量原因是完全没有和黑洞扳手腕的资格的,只能成为其附庸。 第二,黑洞将毫不留情的吞噬太阳系所有天体成为黑洞本体的一部分,从此世上再无太阳系,所有的光辉岁月都将成为过去式。然而这个过程只是一瞬间的事情,很可能都没来得及察觉便不复存在,这也是黑洞的可怕之处。
  
  黑洞的强大引力足以使其周围空间都严重扭曲,在那里可能是一个不一样的世界,可能时间都会静止,可能会穿越时空,当然这也是基于想象,因为有爱因斯坦曾在广义相对论中提到,一个物体一旦达到光速它的时间将会静止,这也就是天上一天地下一年的缘故。或许在过程中只是一眨眼的功夫,地球上已经过去了几十年,几百年,这个理论虽然有些荒诞,但并不是没有道理。相对来说更加抽象难懂。

宇宙中的怪物黑洞

4. 黑洞是是什么?它又从哪里来?4分钟带你认识宇宙怪物

《真的是科学?》带你了解黑洞。

5. 宇宙黑洞充满神奇,带你看看一个黑洞的样子

宇宙黑洞充满神奇,带你看看一个黑洞的样子

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6. 宇宙中最强大的存在是黑洞?但是它,甚至能够“吞噬”黑洞


7. 宇宙黑洞 简介

黑洞是一种 引力 极强的天体,就连光也不能逃脱。当 恒星 的 史瓦西半径 小到一定程度时,就连垂直表面发射的光都无法 逃逸 了。这时恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的 无底洞 ,任何 物质 一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸,所以我们无法直接观测到黑洞。然而,可以通过测量它对周围 天体 的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞的产生过程类似于 中子星 的 产生 过程; 恒星 的核心在自身重力的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。当核心中所有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—— 伽马射线 爆。
  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不能参与聚变,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”,是指它就像 宇宙 中的无底洞,任何物质一旦掉进去,就再不能逃出。跟 白矮星 和中子星一样,黑洞 可能 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 ,直到最后形成体积无限小、密度无限大的 星体 。
  物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很无限小、密度趋向很大。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”诞生了。

宇宙黑洞 简介

8. 神奇的黑洞

黑洞是一种引力极强的天体,就连光也不能逃脱。当恒星的史瓦西半径小到一定程度时,就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。这时恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸,所以我们无法直接观测到黑洞。然而,可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞引申义为无法摆脱的境遇。2011年12月,天文学家首次观测到黑洞“捕捉”星云的过程
 黑洞[1][2]的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸。当核心中所有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[3]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  黑洞
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——伽马射线。   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不能参与聚变,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”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,就再不能逃出。跟白矮星和中子星一样,黑洞可能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,直到最后形成体积无限小、密度无限大的星体。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”诞生了。
恒星的时空扭曲改变了光线的路径,使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光在恒星表面附近稍微向内偏  黑洞
折,在日食时观察远处恒星发出的光线,可以看到这种偏折现象。当该恒星向内坍塌时,其质量导致的时空扭曲变得很强,光线向内偏折得也更强,从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言,光线变得更黯淡更红。最后,当这恒星收缩到某一临界半径(史瓦西半径)时,其质量导致的时空扭曲变得如此之强,使得光向内偏折得这么也如此之强,以至于光线再也逃逸不出去 。这样,如果光都逃逸不出来,其他东西更不可能逃逸,都会被拉回去。也就是说,存在一个事件的集合或时空区域,光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者,这样的区域称作黑洞。将其边界称作事件视界,它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。
黑洞图片(20张)  与别的天体相比,黑洞十分特殊。人们无法直接观察到它,科学家也只能对它内部结构提出各种猜想。而使得黑洞把自己隐藏起来的的原因即是弯曲的时空。根据广义相对论,时空会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短光程传播,但相对而言它已弯曲。在经过大密度的天体时,时空会弯曲,光也就偏离了原来的方向。   在地球上,由于引力场作用很小,时空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周围,时空的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。   更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的“侧面”、甚至“后背”,这是宇宙中的“引力透镜”效应。 
1.巨型黑洞   宇宙中大部分星系,包括我们居住的银河系的中心都隐藏着一个超大质量黑洞。这些黑洞质量大小不一,从约100万个太阳质量到大约100亿个太阳质量。   天文学家们通过探测黑洞周围吸积盘发出的强烈辐射推断这些黑洞的存在。物质在受到强烈黑洞引力下落时,会在其周围形成吸积盘盘旋下降,在这一过程中势能迅速释放,将物质加热到极高的温度,从而发出强烈辐射。黑洞通过吸积方式吞噬周围物质,这可能就是它的成长方式。   这项最新的研究采用了全世界最先进的地基观测设施,包括位于美国夏威夷莫纳克亚山顶,海拔4000多米处的北双子座望远镜,位于智利帕拉那山的南双子座望远镜,以及位于美国新墨西哥州圣阿古斯丁平原上的甚大阵射电望远镜。   2.大质量黑洞的成长   观测结果显示,出现在宇宙年龄仅为12亿年时的活跃黑洞,其质量要比稍后出现的大部分大质量黑洞质量小10倍。但是它们的成长速度非常快,因而现在它们的质量要比后者大得多。通过对这种成长速度的测算,研究人员可以估算出这些黑洞天体之前和之后的发展路径。   该研究小组发现,那些最古老的黑洞,即那些在宇宙年龄仅为数亿年时便开始进入全面成长期的黑洞,它们的质量仅为太阳的100到1000倍。研究人员认为这些黑洞的形成和演化可能和宇宙中最早的恒星有关。   天文学家们还注意到,在最初的12亿年后,这些被观测的黑洞天体的成长期仅仅持续了1亿到两亿年。   这项研究是一个已持续7年的研究计划的成果。特拉维夫大学主持的这项研究旨在追踪研究宇宙中最大质量黑洞的演化,并观察它们对宿主星系产生的影响。   3.黑洞的好处(别认为他只会是破坏者)   在用天文仪器探究后,发现在银河系核心部,有上10个黑洞,所产生的引力不堪设想,它们的能量相当大,可以产生一种能量束,产生一种气体,经数十亿年之后,便形成了星云,由星云便产生了行星。   4.已知最大的黑洞   美国加州大学伯克利分校华裔天文学家马中佩带领一个科研小组,最近发现了科学界迄今所知最大的两个黑洞。它们分别位于NGC 3842和NGC 4889星系,属银河系的中心地带,距离地球约2.7万光年,每个质量约为太阳的100亿倍。
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