銀河系之中存在著很多行星、隕石、塵埃、蟲洞、黑洞等等,我們從開始對銀河系展開探索和研究一直到現在。
隨著科學的發展發現了很多的行星等從前銀河系未知的存在。
伴隨著科技越來越快的發展,對於銀河系的探索也越來越多,但是銀河系之中有一個存在我們一直都沒有真正的探索過,這就是 — 黑洞。
黑洞的存在
根據定義來說,黑洞是不能被直接觀察到的,那主要是因為沒有任何的東西可以逃脫它巨大的重力向內的破碎力,即便是光也不能逃脫它巨大的向內的破碎力。
黑洞其實是一個極其密集的天體,黑洞的重力磁場非常的強大,極其的強大,以至於就算是光也不能逃離黑洞的重力。
也因為黑洞吞噬一切的特性,黑洞也被認為是宇宙中最神秘和最具有挑戰性的天體之一。
黑洞可以說是一種被重力場所包圍的天體,並且這個重力場非常的大,所以才會把一切物質全部都吸引到自己的中心。
這個中心點也可以叫作黑洞的 「 事件視界 」 ,也可以叫做 「Schwarzschild 半徑 」 。
簡單來說也就是在這個半徑之內,這個重力場的重力強度足夠讓任何的東西都沒有辦法逃脫這個半徑之內。
黑洞也根據它們的質素和形成的方式,分別歸類於三個類別,一種叫恒星黑洞、中等質素黑洞以及超大質素黑洞。
其中恒星黑洞是最常見的黑洞,主要是形成於一顆大質素的恒星死亡之後,當它耗盡之後就會在最外層形成一個被稱作 「 紅巨星:的大氣層。
在 「 紅巨星 」 最終耗盡之後,其核心就會在極端的壓力下坍塌成一個極度緊湊、極度密集的物質球。
而且這種球體的重力非常的強大,會把靠近它的物質都吸入其中,形成一個沒有辦法逃脫的黑洞。
中等質素黑洞的質素範圍在幾十個到幾萬個太陽質素之間,但是這種黑洞的形成方式仍然不是很清楚。但是超大質素黑洞是所有黑洞之中最大的黑洞。
這種黑洞存在於星系核心,而且其重力場足夠影響到整個星系的運動。
目前認為超大質素黑洞是由很多個小黑洞合並而成的,又或者是由原始宇宙物質形成的。
黑洞的重力場非常的強大,其影響力可以影響到周圍所有的物質和光線的運動,所以,黑洞也是研究星系和宇宙結構一個非常重要的工具。
量子效應模擬黑洞
一直以來,科學家們已經發展出了透過觀察黑洞對周圍的物質影響來觀察黑洞的技術,但是英國諾定咸大學的科學家們開發出了一種更新穎的新方法來研究黑洞。
但是量子效應又是什麽呢?我們先了解一下量子效應的知識點。
量子效應其實簡單來說就是指微觀粒子在某些條件下表現出了與經典物理學不同的現象。
就好比電子在空間之中不會連續的從一個位置移動到另外一個位置,而是以一種波動的運動形式。
研究人員將氦放在了一個帶有旋轉螺旋槳的水箱之中,建立了一個量子模擬器。
按照【新科學家】其中的說法了解到,因為極低的摩擦和漩渦狀環境。
這種特殊的氦可以表現出 「 不同尋常的量子效應 」 就是這樣的效應才讓該團隊能夠觀察到類似黑洞的現象。
在這個實驗中,他們在超流體中創造了有史以來最大的量子漩渦,直徑為幾毫米,甚至可以用肉眼可以看到這一點。
這就是所說的量子龍卷風。
漩渦中間有一條長長的通道,然後來測量量子龍卷風的特性,並且觀察聲音量子是如何在其中傳播的。
研究人員表示,他們為了精確的測量這些量子,也就是為了測量最終的目標,他們必須要建立一個旋轉速度更快的漩渦。
所以基本上來說,這些研究人員們還需要做更多的研究和探索,但是這不妨礙這仍然是一個令人驚奇的事情。
當然了,這個超流體的類比和真實的重力還是有很大的不同的。最重要的區別在於流體模擬的彎曲時空不是由對物質的響應產生的,就像是真正的黑洞一樣。
相反來說,流體模擬是由實驗主義者創造的。
從概念上來說的話,相關的區別就在於只要實驗一開始解析超流體的原子結構,那麽流體和彎曲時空所對應的關系就會通通崩潰,流體是根據更小的物質所組成的。
但是,據目前所知,時空並不是。
史帝芬 · 霍金預測的黑洞會發射輻射,也許黑洞的模擬實驗可以給我們答案。
就如【新科學家】中解釋說到的,這些渦旋很難形成,但是也是因為它們是由量子的微小 「 包 」 組成的。但是通常來說。
當你得到的太多的量子的時候,量子就會變得特別不穩定。
但是這個實驗居然可以把 4000 個量子結合起來,創造出一個巨大的量子渦旋,本來就是非常不可思議的一件事情。
也是因為有了這些量子渦旋,讓科學家們研究黑洞變得更加的可行,雖然不一定是真實的 1 : 1 還原,但是這不僅僅是研究黑洞的一個起點,更是一個研究銀河系的助力點。
事實也向我們證明了,哪怕我們不能去到黑洞裏面探索,但是可以把黑洞帶到我們的身邊。