超級黑洞

超級黑洞

超級黑洞是一種黑洞,其質量是十萬至十萬億倍的太陽質量。科學家相信,在所有的星系的銀心,包括銀河系在內,都會有超大質量黑洞。所有超級黑洞是在距今100多億年前的宇宙初期與星系同時形成的。它"吞噬"周圍的大量物質,才能達到如此巨大的體積。

  • 中文名稱
    黑洞
  • 外文名稱
    Black hole

定義

說它"黑",是指它就像宇宙中的無底洞,任何物質一旦掉進去,"似乎"就再不能逃出。由于黑洞中的光無法逃逸,所以我們無法直接觀測到黑洞。然而,可以通過測量它對周圍天體的作用和影響來間接觀測或推測到它的存在。

"黑洞"這個名字,總是令人遐想聯翩。那麽,究竟什麽是"黑洞"呢?

超級黑洞

這個名字的第一個字"黑",表明它不會向外界發射或反射任何光線,也不會發射或反射其他形式的電磁波--無論是波長最長的無線電波還是波長最短的γ射線。因此人們無法看見它,它絕對是"黑"的。第二個字"洞",說的是任何東西隻要一進入它的邊界,就休想再溜出去了,它活像一個真正的"無底洞"。

也許有人會想:假如我用一隻超級巨大的探照燈對準黑洞照過去,像照妖鏡照住"妖怪"那樣,黑洞不就"現原形"了嗎?錯了!射向黑洞的光無論有多強,都會被黑洞全部"吞噬",不會有一點反射。這個"無底洞",照樣還是那麽"黑"。把這種奇特的天體稱為"黑洞",真是太妙了。黑洞並不是科學家在一夜之間突然想到的。早在1798年,法國科學家拉普拉斯就根據牛頓建立的力學理論推測:"一個直徑像地球、密度為太陽250倍的發光恆星,在其引力作用下,將不允許它的任何光線到達我們這裏。"

超級黑洞

這話是什麽意思呢?我們不妨先從宇宙飛船說起。宇宙飛船要擺脫地球的引力進入行星際空間,速度至少要達到11.2千米/秒,否則它就永遠逃不出地球引力的控製。這11.2千米/秒的速度,就是任何物體從地球引力場中"逃逸"出去所需的最低速度,稱為地球的"逃逸速度"。太陽的引力比地球引力強大得多,因此太陽的逃逸速度也要比地球的大得多,為618千米/秒。再進一步,要是一個天體的逃逸速度達到了光速,那麽就連光線也不可能從它那裏逃逸出去了。這樣的天體就是黑洞,拉普拉斯所說的那個恆星便是生動的一例。光是宇宙間跑得最快的東西,既然連光都逃不出黑洞,那麽其他一切東西也就休想逃出去了。

超級黑洞

隨著科學的發展,人們對黑洞的認識也越來越深入。如今,關于黑洞的更準確的說法是:"黑洞是廣義相對論預言的一種特殊天體。它的基本特征是有一個封閉的邊界,稱為黑洞的'視界';外界的物質和輻射可以進入視界,視界內的東西卻不能逃逸到外面去。"正因為黑洞如此"隻進不出、貪得無厭",所以才有了一個不雅的外號:"太空中最自私的怪物"。

超級黑洞

不過,事情也不是那麽簡單。出乎人們意料,黑洞這個"怪物",有時候竟然還十分"慷慨"。這又是怎麽一回事呢?原來,在20世紀70年代,英國科學家霍金等人以量子力學為基礎,對黑洞作了更縝密的考察,結果發現黑洞會像"蒸發"那樣穩定地往外發射粒子。考慮到這種"蒸發",黑洞就不再是絕對"黑"的了。霍金還證明,每個黑洞都有一定的溫度,而且質量越小的黑洞溫度就越高,質量越大的黑洞,其溫度反而越低。大黑洞的溫度很低,蒸發也很微弱;小黑洞的溫度很高,蒸發也很猛烈,類似劇烈的爆發。一個質量像太陽那麽大的黑洞,大約需要1.0×10^66(即"1"後面跟著66個"0")年才能蒸發殆盡;但是質量和一顆小行星相當的小黑洞,竟然會在1.0×10^-22(小數點後面21個"0"再跟上一個"1")秒鍾內就蒸發得幹幹凈凈!

產生

超大質量黑洞的形成有幾個方法。最明顯的是以緩慢的吸積(由恆星的大小開始)來形成。另一個方法涉及氣雲萎縮成數十萬太陽質量以上的相對論星體。該星體會因其核心產生正負電子對所造成的徑向擾動而開始出現不穩定狀態,並會直接在沒有形成超新星的情況下萎縮成黑洞。第三個方法涉及了正在核坍縮的高密度星團,它那負熱容會促使核心的分散速度成為相對論速度。最後是在大霹靂的瞬間從外壓製造太初黑洞。超大質量黑洞平均密度可以很低,甚至比空氣密度還要低。這是因為史瓦西半徑與其質量成正比,而密度則與體積成反比。由于球體(如非旋轉黑洞的事件視界)體積是與半徑立方成正比,而質量差不多以直線成長,體積成長率則會更大。故此,密度會隨黑洞半徑成長而減少。在黑洞的中心,是物理學中最為神秘的物質之一--奇點,也就是時間、空間和一切已知的物理學法則土崩瓦解的所在點。

超級黑洞超級黑洞

超級黑洞相互作用

超級黑洞

據英國《新科學家》雜志1月11日報道,日前,天文學家宣稱,宇宙中質量最大的黑洞現已探測到,其質量是太陽的180億倍。同時,通過在這個巨大黑洞旁的小型黑洞的觀測,天文學家用較強的重力場作用現象證實了愛因斯坦的相對論。

這個宇宙最大黑洞是之前天文學所記錄最大黑洞的6倍,它的質量很大,相當于一個小型星系,它距離地球35億光年,形成于OJ287類星體的中心位置。類星體是一種極端明亮的星體,它的物體將持續螺旋狀進入一個大型黑洞並釋放大量輻射線。然而,十分特殊的是,OJ287類星體包含著兩個黑洞,除此之外還有一個質量略小的黑洞,這樣的星體組合使天文學家能夠更為精確地對宇宙中最大的黑洞"量體重"。這個較小黑洞的質量是太陽的1億倍,環繞著較大黑洞運行著,其每次運行一個周期需要12年時間。兩個黑洞之間距離很近,小黑洞環繞一周時能兩次與大黑洞周邊物質發生擠壓碰撞,每次碰撞都會導致OJ287類星體突然地變得明亮起來。在愛因斯坦的相對論觀點中,小黑洞運行時自身會旋轉著,或產生推進力,這樣兩個黑洞之間的距離將越來越近,這種現象還存在于太陽系與水星軌道之間,盡管水星軌道的作用比率較低。

在OJ287類星體中,較大黑洞的重力場作用導致小黑洞的運行軌道出現難以置信的傾斜39度,這種作用顯著地影響小黑洞碰撞大黑洞的周邊物質。據天文觀測統計,OJ287類星體共有十餘次出現爆發性的明亮現象,芬蘭圖爾拉天文台莫裏·瓦爾頓恩領導的天文小組對小黑洞的運動等級比率進行了測量分析,他們依據小黑洞的環繞軌道周期,推算較大的黑洞的質量大概是太陽的180億倍。

星系形成

皇家天文學會的羅伯特·馬西博士說,這些研究結果顯示,銀河系在黑洞周圍形成,就像珍珠在砂石周圍形成一樣。馬西博士說:"雖然我們認為黑洞有些威脅,如果走得太近就有麻煩,但是黑洞也幫助了銀河系的形成。不光是我們的銀河系,其它的也一樣。"

他說,黑洞把物質拉在一起,第一代的恆星和銀河系可能就是這樣出現的。

超級黑洞輔助星系形成超級黑洞輔助星系形成

德國科研機構馬克思·普朗克機構外太空物理學部的研究員說,這個黑洞距離地球27000光年。研究人員說,星體圍繞著銀河系中心運轉,這個中心的質量是太陽的四百萬倍,那毫無疑問是個黑洞。

分離出的巨大氣泡

美國天文學家10日宣布,他們發現銀河系中央分離出兩個巨大的"氣泡",其中包含巨大能量,這些能量可能來自銀河系中心產生的超級黑洞。

據報道,這些由伽馬射線"氣泡"形成的巨大空間總共跨度達5萬光年,一個"氣泡"跨度是2.5萬光年。往銀河系南北延伸的"氣泡"看起來,呈現出一個巨大的啞鈴或花生形狀。

這些"神秘""氣泡"的成因還不清楚,不過研究人員說,"氣泡"中包含巨大能量,這些能量的來源可能是銀河系中心的超級黑洞,而這一超級黑洞可能在數百萬年前形成。一個"氣泡"包含的能量大概等同于10萬顆正在爆發的新星能量,這可能暗示著,將有天體通過快速方式釋放出巨大能量。

短片

基本信息

導演: Philip Sansom/ Olly Williams

編劇: Philip Sansom/ Olly Williams

主演: Napoleon Ryan

類型:短片/ 劇情

製片國家/地區:英國

語言:英語

上映日期:2008

片長:UK: 3 分鍾(edited version)

劇情簡介

空空蕩蕩的寫字樓內,幾乎所有的人都已下班,享受屬于自己的快樂夜晚,隻有身心俱疲的小職員查理(Napoleon Ryan 飾)還在站在影印機前,辛辛苦苦地影印材料。在這種幾近崩潰的疲勞時刻,也許咖啡是唯一能令他稍感振奮的東西。突然,一件奇怪的事情毫無征兆地發生了。一張A4紙出來,上面沒有任何所需的資料,隻印了一個實心黑球。查理不以為意,將這張廢紙放到一邊,當他放置咖啡杯時,杯子竟然掉進了A4紙的黑洞裏。這奇怪的黑洞引起了查理的註意,他嘗試將紙掛在自動販賣機上,結果成功地伸進黑洞拿到了裏面的飲料。

這時,一個邪惡的念頭閃過腦海……

相關詞條

其它詞條