为什么黑洞是黑色的?是什么赋予了它如此强大的破坏力

  黑洞有一些本质上令人着迷的东西。也许是因为它们是藏在太空中的隐形野兽,有时会将过往的星星撕成两半然后四处散射它们的残骸。不管是什么,这些奇怪的宇宙物体一直吸引着科学家和非专业人士的眼球。 但黑洞来自哪里?它们是如何形成的,是什么赋予它们如此强大的破坏力?

  在我们回答这个问题之前,我们不得不提出一个更基本的问题:什么是黑洞?新泽西州普林斯顿大学的天体物理学家Neta Bahcall对于黑洞的描述是:基本上,它是太空中的一个物体或一个点,由于它的引力太强,以至于没有任何东西可以逃脱它的掌握。 即使是光波也被吸入,这就是为什么黑洞是黑色的。

  如这位艺术家的黑洞概念图所示,超大质量黑洞以球状的形式向外喷射

  这些奇怪的黑洞就像凤凰般,从死亡恒星的灰烬中涅槃重生。当大质量恒星到达生命的尽头时,能够聚变形成氦的氢几乎耗尽。根据澳大利亚天体物理和超级计算中心的斯温伯恩科技大学的说法,怪物恒星开始燃烧氦,将剩余的原子融合成更重的元素,一直到铁的形成,它的聚变不再能够提供足够的能量来支撑恒星的外层,这些外层会向内坍塌,然后一个强大而耀眼的爆炸会产生,这就是超新星的诞生。

  然而恒星的一小部分仍然残留,这就是黑洞的形成。根据美国宇航局局的说法,阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论曾经预测,如果这个残余恒星的质量是太阳质量的三倍,那么残余恒星强大的引力将会压倒一切,它所产生的物质将被压碎成一个无限小而且密度无限的点。已知的物理定律并不能真正处理这种令人费解的不定式。在某种程度上,它们崩溃了,科学家真的不知道会发生什么。

  如果这个恒星残余是孤零零存在的,那么黑洞通常仅仅是在那里存在,并没有太多的事情可做。但是如果气体和灰尘围绕着这个物体,那么这种物质将被吸入黑洞的肚中,当气体和灰尘升温时会产生明亮的光脉冲,然后就像水进入排水管一样旋涡翻滚。黑洞将把其余物体的质量吸收到到本体中,于是黑洞开始生长。

  如果两个黑洞相遇,每个黑洞的强大引力将会吸引另一个黑洞,它们将越来越近,彼此围绕旋转。他们共同的质量将撼动附近时空的结构,发出引力波。在2015年,天文学家通过LIGO天文台发现了这样的引力波。这是我们第一次真正看到黑洞,并确认它们存在,这个结果也是对爱因斯坦预测方程式的一个美丽的验证。科学家们之前已经发现了黑洞的间接证据,目睹了我们银河系中心的恒星在一个巨大的不可见物体周围运行。这种超大质量黑洞 ,它的质量可以达到太阳质量的数十亿倍,它究竟如何形成的是一个悬而未决的问题。

  研究人员认为这些超大质量黑洞曾经小得多,在我们宇宙的早期,只是形成了尺寸相对较小的黑洞。在宇宙的变迁中,这些物体吸收了气体和尘埃,并相互融合生长,最终成为巨大的怪物。但是这个故事发展的许多细节仍然模糊不清。

  天文学家已经观察到一种称为类星体的物体,这些物体比数千个星系一起发出的光还亮,科学家认为它的动力是由消耗物质的超大质量黑洞提供的。在大爆炸之后的第一个十亿年,当我们的宇宙形成时,类星体就已经存在了,这让科学家们不禁挠头,想知道这么巨大的物体为何如此迅速的形成。关于这个问题确实很复杂,对于科学家来说它仍然是一个非常活跃的研究课题。

  黑洞就是如此神秘,威力如此巨大,超大质量黑洞如何形成的?它和类星体又是什么关系?所有这些依然让科学人士困惑不解和着迷。

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