 |
黑洞2021/6/7 10:36:14 |
 |
导语：黑洞是一种很特别的天体，任何物体只要靠近黑洞便会如同跌入万丈深渊中。将你撕得粉身碎骨，如同蒸发了一般不翼而飞。那么有不少人疑惑黑洞会永远存在吗?对此 “霍金辐射”理论表明，黑洞逐渐萎缩甚至消失。研究人员将霍金辐射理论进行研究得出相关结论。感兴趣的朋友不妨阅读以下关于黑洞的资讯吧。
40年多前，英国著名物理学家史蒂芬-霍金提出了所谓的“霍金辐射”理论，即黑洞因为辐射而逐渐萎缩变小直至消失。
“霍金辐射”理论认为：黑洞不会永远存在，没有完全黑暗
长期以来，科学家们一直认为，当一个黑洞死亡时，其内部的一切事物也都将随之消亡。“霍金辐射”理论认为，黑洞应该有能力产生热量并释放亚原子粒子，直到它们能量完全耗尽，这一过程就是所谓的“霍金辐射”。霍金还指出，黑洞并不是完全黑暗的，它们也不会永远存在。
在1974年的声明中，霍金解释了黑洞周围的强大引力场是如何对粒子与反粒子之间配对的形成产生影响的，就像量子理论中真空中时时发生的情形那样。如果粒子恰好形成于黑洞表面外侧，那么粒子对中正粒子就有可能逃离。在观测中，它们可能是以热辐射的形式从黑洞发射出来。同时，反粒子则跌入黑洞之中。通过这种方式，黑洞逐渐损失质量。
计算机模拟实验：黑洞会逐渐萎缩
去年，以色列理工学院物理学家杰夫-斯坦豪尔在实验室中再造了黑洞环境，用于研究粒子在黑洞边界的行为。这个边界其实就相当于黑洞表面。在实验中，斯坦豪尔发现形成声波的能量确实会从黑洞中泄露出来。这与霍金的预言相一致。近期，美国密歇根州立大学天文与物理学家克里斯-阿达米带领研究团队提出了一项新理论。根据这种新理论，他们可以对黑洞相当长的生命周期进行深入研究。研究人员认为，黑洞表面后方的各种信息及所有事物都不是立即消失，而是在黑洞蒸发的后期慢慢泄露出去。他们将霍金辐射理论与数学工具及高性能计算机结合起来创建一个模型，用于显示各种信息进出黑洞时的情形。
“霍金辐射”理论认为，黑洞应该有能力产生热量并释放亚原子粒子，直到它们能量完全耗尽，这一过程就是所谓的“霍金辐射”。
模拟与计算结果表明，一切都慢慢消失了。这一现象违背了物理学定律，许多关于黑洞蒸发的矛盾现象无法得以解释。阿达米表示，“这一问题从来没有得到解决，因为霍金的计算结果无法验证霍金辐射的效果。物理学家假设，随着霍金辐射带走黑洞所有的质量，黑洞会逐渐萎缩。但是，没有人能够通过数学计算来验证这一理论。”
黑洞与“霍金辐射”之间是相互的
长期以来，人们一直认为当黑洞萎缩到最小化时，其内部的一切事物都将消亡，因此所有的量子信息不可能隐藏于黑洞表面之后。阿达米等人的研究成果对这一传统观点提出了挑战。但是，阿达米和斯坦豪尔等人没有提出量子引力理论，他们只是采用霍金的理论。这样，他们就可以全面理解黑洞究竟是如何与霍金辐射交互的。
阿达米解释说，“为了完成这项计算，我们不得不猜测黑洞是如何与自己周围的霍金辐射场交互的。这是因为目前还没有能够解释这种交互行为的量子引力理论。然而，实验证明我们做出了一个很好的猜测，因为在固定、不可变的黑洞界限中我们的模型与霍金理论相一致。”阿达米研究团队成员、渥太华大学科学家卡米尔-布拉德勒表示，“当然，我们的模型仅仅是一个模型。但是，我们能够证明黑洞与霍金辐射之间的任何量子交互都非常有可能与我们的模型具有同样的属性。”
导语：黑洞是种很可怕的天体，任何物质都逃脱不出它的范围，只要你靠近她瞬间能将你撕得粉身脆骨。黑洞的诡异性令人胆怯三分，近日，美科学家发现超大黑洞，质量约为太阳质量100亿倍，距离地球大约60亿光年。并且猜测它有可能是一个双黑洞。对此研究他们发表于《自然》周刊上。让我们拭目以待吧!
美国科学家发现超大黑洞：有趣的是，对环绕黑洞的恒星的运动的追踪暗示，它有可能是一个双黑洞
迄今为止发现的最大的超级大黑洞
美国宇航局的科学家又发现了遥远宇宙中的超大质量黑洞，其距离我们大约60亿光年，这意味着我们发现的是在宇宙年龄只有现在一半时候的超大质量黑洞。在发现这个黑洞的过程中，科学家使用了宇宙天然的“变焦镜头”，这是一个位于30亿光年之外的椭圆星系。
据西班牙《阿贝赛报》网站4月6日报道，美国科学家认为，在意想不到的天空区域中发现第二大黑洞，意味着宇宙中的超级大黑洞可能比之前预想的更常见。他们在发表于《自然》周刊上的文章中如此解释。报道称，迄今为止发现的最大的超级大黑洞，即那些质量约为太阳质量100亿倍的大黑洞，都位于超大星系的核心，这些超大星系又与其他大星系并存于某区域。
NGC1600星系是非常明亮的类星体
虽然在宇宙星系密布区的某个大星系中发现超级大黑洞属于意料之中，就像在曼哈顿发现摩天大楼一样，但在星系稀疏的区域发现超级大黑洞看似不太可能。但是新发现说明，或许它们并不是如此罕见，因为NGC1600星系是很常见的星系。科学家表示，很可能包含最大黑洞的最亮的类星体，不一定非得存在于宇宙中的星系密集区域，NGC1600星系是第一个存在于本地宇宙星系密集区之外的超大黑洞，或许也将是第一个同样存在于星系密集区之外的非常明亮的类星体的后代。
有趣的是，对环绕黑洞的恒星的运动的追踪暗示，它有可能是一个双黑洞。或许双黑洞在大星系中很常见，因为大星系大都是与其他星系合并生长而成的，而每个星系的核心都应该带一个黑洞。这些黑洞经过互相移动，最终合并成新大星系核心的单一黑洞，在这个过程中释放出引力波。
小部分黑洞不断生长成为超大黑洞
报道称，当物质变得极其密集，甚至连光都不能逃脱它的引力之时就形成了黑洞。宇宙初期气体充沛，一小部分黑洞不断生长成为超大黑洞，释放出大量的能量。回看遥远的宇宙，这些超级大黑洞看起来就像非常明亮的类星体。而当天文学家从地球附近观察时，看到的却是气体稀少、布满恒星的星系而非类星体。然而这些本地星系中的最大星系，或许还在其核心中央保留着古老的类星体。
在黑洞的研究过程中，引力透镜可让我们“看到”早期宇宙中存在的超大质量黑洞，它们的行为与演化过程可影响当前宇宙星系的“成长”。反过来，我们也可以通过超大质量黑洞的相关信息预测星系的演化方向，星系碰撞融合、中央黑洞合并等可影响星系内气体等物质流动的方向，进而对黑洞的吸积过程产生影响。
猜您感兴趣
超大黑洞质量堪比170亿个太阳 距离地球2亿光年
1000000000度!NASA发现黑洞恐怖一面!
NASA拍螺旋星系 超大黑洞潜藏宇宙尘埃中
美国宇航局约翰霍普金斯大学和罗切斯特理工学院的科学家最新证实了恒星级黑洞如何产生最高能量的光线，他们在一台超级计算机上模拟黑洞的气体吸积过程，重现了X射线喷流的形成，发现活跃的黑洞可产生强大的能量射线。
戈达德太空飞行中心天体物理学家杰里米·施尼特曼认为这项研究调查了位于黑洞周围温度高达10亿度气体的行为，气体分子、磁场间的相互作用显示出宇宙中最极端物理环境非常令人畏惧。
当气体逐渐落入黑洞周围的轨道时，会形成一个扁平的物质盘面，并开始呈现螺旋式下落，这一过程中气体等物质被剧烈压缩和加热，越接近中央的区域温度越高，可达到2000万华氏度，或为1200万摄氏度，是太阳表面温度的2000倍左右，并释放出低能量的软X射线。
科学家对黑洞的研究已经超过了40年，观测表明黑洞也会产生相关规模的硬X射线，如果高能量的射线意味着有着相当炙热的气体存在，温度可高达数十亿摄氏度。
这项研究在理论和观测之间建立了一座桥梁，表明硬X和软X射线都会在黑洞吸积气体的过程中被释放出来。约翰斯·霍普金斯大学教授朱利安·克罗利克等开发出一个黑洞吸积盘内部区域的模型，可以跟踪X射线的释放和移动，并与观测到的真实黑洞进行对比。
科学家计算出流入黑洞吸积盘的气体运动方程，并进行计算机模拟，发现下落气体的温度、密度以及速度都在急剧增加，这一过程还对吸积盘外部的气体行为构成影响。
位于得克萨斯高级计算中心的超级计算机参与了本项研究，科学家通过27天的模拟对黑洞吸积气体过程释放硬X射线有了进一步的了解，并推测吸积盘的物质在被加热后可形成冕环，该现象位于黑洞事件视界的边缘附近，由极高温度的X射线导致，在整个吸积盘和冕环发生的区域，科学家成功跟踪到X射线的释放，并第一次直接发现吸积盘上出现的磁场动荡以及由此所形成的10亿度冕环。
黑洞是目前已知最致密的天体，一颗典型的恒星在耗尽自身携带的燃料后在引力作用下发生坍缩，质量为20倍太阳质量的恒星将会形成宽度不到120公里的黑洞。
讯，一谈到黑洞，很多人都会觉得可怕，就连光也难逃魔掌。近日，安徽师范大学物理与电子信息学院舒新文教授研究小组发现双黑洞吞噬恒星的罕见天文现象，当一个恒星运动到太靠近黑洞的位置时，会被其强大潮汐引力撕裂瓦解，进而被黑洞吞噬。
双黑洞吞噬恒星是怎么回事
11月28日从安徽师范大学获悉，近日，该校物理与电子信息学院舒新文教授研究小组，在一个河外星系中发现了一对互相绕转的超大质量双黑洞吞噬恒星的罕见天文现象。这是天体物理学家迄今为止在正常星系中发现的第二例超大质量双黑洞绕转系统。该研究成果近日以第一作者单位发表于国际顶级期刊《自然通讯》。主要合作者包括中科院国家天文台、中国科学技术大学、广州大学、上海天文台、中山大学以及北京大学的科研人员。
据了解，黑洞是广义相对论预言的天体，具有独特的时空结构，进入其视界面的所有物质包括光线都无法逃脱。当一个恒星运动到太靠近黑洞的位置时，会被其强大潮汐引力撕裂瓦解，进而被黑洞吞噬，同时释放出短暂的剧烈电磁波辐射，这被称为黑洞潮汐撕裂恒星事件。
对于一个本身就很难发现的休眠黑洞来说，发生黑洞潮汐撕裂恒星事件几乎是每个星系每10万年才会发生1次，概率为十万分之一。因此，即便是经过了30多年的研究，天文学家们也仅在少数几个活动的星系中找到了超大质量双黑洞，而能够捕捉到这种天文现象是极为罕见的。
黑洞喷流速度有多快?
自NGC5532发射出的喷流长达将近百万光年远。其中，光的速度是299792458米/秒。
在1998年，X射线源XTEJ1550-564曾进行过一场巨大的爆发。物质以接近光速的高速被送进太空，冲击附近的空气并加热它们，使它们在X射线波段产生炽热光芒。图中的左列影像，告诉我们这些X射线波段的热点从爆发至今已移动了3光年以上，残留下的喷流则已减弱至不可测。图中右侧的绘图则描绘出极可能产生X射线喷流的双星系统，我们可看到左边的一颗红色正常恒星，它大量抛出自身的物质到环绕着右边黑洞的吸积盘上。一般认为喷流就是沿着黑洞的自转轴喷射出来的。
中央的黑洞如何喷发出吸入物质原因仍不清楚，然而，在清空星系后，喷流将膨胀成巨大的无线电波泡泡，发出长达百万年的光芒﹔若一个经过的波前激发了它，这个无线电波泡泡在十亿年后甚至可以再度点亮。
为您推荐
NASA：北极冬天下雪！将导致更严重的变暖
NASA：北极晚上天空变亮！暗含人类气候变化的深刻危机
地球上最干净的空气闻起来怎么样？空气靠近寒冷的南极洲
人类首次直接观察到行星诞生过程 人类何时才能看到系外行星
火星海王星“同框”12日上演 翌日再合下弦月
紫金山天文台：“最亮”金星10日闪耀星空 届时将金光璀璨
木星的大红斑又变小了是怎么回事 NASA卫星木星最新高清图像
虫洞真的存在吗 如何才能探测到虫洞
讯，一提到黑洞，想必大家都毛骨悚然。近日，有科学家团队探测到了两个黑洞碰撞产生的引力波信号，之后在2017年又宣布首次探测到两个中子星并合产生的引力波信号。据了解，引力波是爱因斯坦在1916年根据广义相对论所预言的一种神秘现象。
发现引力波是意义非凡的，这不仅又一次验证了爱因斯坦的广义相对论，还可能开启人类引力波天文学的新时代。引力波是发现了，但还有一个基本的问题等待解答——产生引力波的两个黑洞是如何发生碰撞与合并的呢?
两个黑洞要发生碰撞与合并，显然它们之间的距离要非常近。据估计，这个距离或许只有五分之一个天文单位(地球到太阳的平均距离)。要明白，这些黑洞的前身是大质量恒星，它们最终演化成两个黑洞并合二为一必然是一个匪夷所思的过程。
2015年，LIGO团队宣布他们首次探测到了两个黑洞碰撞产生的引力波信号，之后在2017年又宣布首次探测到两个中子星并合产生的引力波信号。这一次，在北京时间8月15日，LIGO团队宣布再次探测到一组引力波信号，并认为这次可能是由黑洞和中子星之间的碰撞产生的。
广义相对论预言了时空的涟漪——引力波的存在，但如果量子理论是正确的，那么引力波也应当表现出波粒二象性。到目前为止，科学家对于引力波的探测都只局限在其“波”的特性，组成引力波的粒子——引力子真实存在吗?我们要如何探测探测引力波的“粒子”特性呢?
2016年2月，LIGO发表了一项声明，彻底改变了人们对宇宙的图像：在10多亿光年之外，两颗质量分别为36和29个太阳质量的巨大黑洞相互旋进并合。这次并合事件的结果是产生了一个62个太阳质量的黑洞，根据爱因斯坦质能方程E = mc2，剩下的3个太阳质量转化为纯粹的能量，以引力波的形式在整个宇宙中荡漾。
自那之后，LIGO探测到的引力波信号数量已经上升到两位数，引力波如今也已经极大地加深了我们对宇宙的认识。然而，所有这些仍然只是根据广义相对论这一经典的引力理论得出的关于宇宙的信息。如果量子物理学是正确的，那么即便是对于引力波，波粒二象性也是真实存在的。接下来我们讨论这到底意味着什么。
为您推荐
NASA：北极冬天下雪！将导致更严重的变暖
NASA：北极晚上天空变亮！暗含人类气候变化的深刻危机
地球上最干净的空气闻起来怎么样？空气靠近寒冷的南极洲
人类首次直接观察到行星诞生过程 人类何时才能看到系外行星
火星海王星“同框”12日上演 翌日再合下弦月
紫金山天文台：“最亮”金星10日闪耀星空 届时将金光璀璨
木星的大红斑又变小了是怎么回事 NASA卫星木星最新高清图像
虫洞真的存在吗 如何才能探测到虫洞
导语：多年以来，天文学家一直争论不休，第一代超大质量黑洞究竟是怎样如此快速(相对而言)地在宇宙中出现的。而据NASA消息，最近一个意大利科研小组在早期宇宙中识别出了两个非常特殊的天体，它们可能和早期超大质量黑洞的诞生有关。宇宙的“黑洞种子”首次被发现!天文学家已经找到迄今最佳的早期宇宙中黑洞种子的证据，其质量为太阳10万倍，有望协助揭开超级黑洞的成因之谜。
空间天文台锁定超大黑洞种子
据报道，意大利国家天文台和比萨高等师范学校的研究者使用哈勃、钱德拉及斯皮策3种望远镜获取的数据，才辨别出了这些潜在的黑洞种子。换言之，研究者发现大黑洞可直接因为气体云的碰撞而形成。之后这种黑洞像种子一样，逐渐长大成为超级巨大的黑洞。
领导研究的比萨高等师范学校教授帕斯库奇说：“我们找到了证据表明，超大质量黑洞的种子能够直接由巨型气体云坍缩而成，不需要任何中间步骤。这项发现若得到证实，就能解释这些怪兽级黑洞的诞生过程。”有关研究将发表于《英国皇家天文学会月报》，但科学家表示，现阶段的研究仅为初步探讨，尚未得到明确结论。
一项新的研究表明，这些黑洞很可能是在宇宙早期由超大气体云直接坍缩形成的，不需要经过先形成恒星再等恒星爆炸的中间过程
对于早期宇宙中的超大质量黑洞的形成，现今存在着两大理论。其一认为，它们是从百倍于太阳质量的恒星所形成的黑洞基础上成长起来的。这样的黑洞种子通过与其它黑洞融合，和吸取周围气体逐渐变大。但是，黑洞以这种方式成长速度不够快，不足以解释为什么在宇宙仅有十亿岁时，就已经出现了超大质量黑洞。
此次新发现，则支持了另一种推测。也就是说，大质量气体云可以直接坍缩为最早的大质量黑洞，形成这些质量为太阳10万倍的黑洞种子。黑洞若以这种方式成长，那就是跳跃式的，变大要快很多。也就是说，这些黑洞很可能在一开始形成的时候就很大，然后再以正常的速度生长;而不是一开始很小，再以非常快的速度生长。
精彩推荐
人造黑洞是什么 人造黑洞会毁灭地球吗
黑洞会永远存在吗? “霍金辐射”理论：黑洞逐渐萎缩甚至消失
霍金最新研究：跌入黑洞万劫不复?可能穿越至另一个宇宙
