這些年啊,一代又一代特了不起的科學家又研究又傳承的,人類就一個勁兒地破解宇宙投擲來的各種謎題呢。在破解這些謎題的時候啊,就像揭新娘子蓋頭似的,一點一點把宇宙那神秘的面紗給揭開嘍。
在所有宇宙裏神神秘秘的天體當中啊,有一種天體那可算是極致的存在,最能把人弄得五迷三道的。這是啥呢?就是那個瞅不見的大吞噬怪——黑洞唄。
不少人都或多或少聽過或者隱約了解一點黑洞的事兒,尤其是2019年人類拍到第一張黑洞照片以後,大家對黑洞的好奇心那可是爆棚了。黑洞究竟是啥玩意兒啊?這個神秘兮兮又有點嚇人的天體是咋冒出來的呢?它還能分成幾類呢?
【黑洞到底是什麽】
那天體物理學家眼裏啊,黑洞可不是啥新鮮玩意兒了。1916年的時候,偉大的愛因斯坦提出相對論場方程式,打那起,這黑洞發現的基礎就算是給奠定了。
沒過多久,又有一位天文學家得出個特逗的結論。簡而言之呢,要是有個星體,它的半徑比一個臨界值小,密度又大到一定份兒上,那就會陷入一種「光都跑不出去」的狀況,後來大夥就管這種天體叫「黑洞」了。這個臨界半徑呢,為了紀念那位德國天文學家,就用他的名兒命名成史瓦西半徑了。
好多小學生興許都曉得,黑洞啊,那可是個光都跑不出來的地兒。嘿,為啥光就跑不出來呢?為啥非得拿光作參照,不用別的玩意兒呢?咱還是能用挺簡單的法子來解釋解釋的。得嘞,咱先搞明白啥叫「逃逸速度」。
嘿,可不只是黑洞哦,啥天體都有自個兒的逃逸速度呢。都曉得「萬有重力」吧,這天體啊,各個都有自己的重力。就好比地球,它那地心重力把地球上的東西都死死結住了。飛機想跟地心重力較較勁飛起來,那就得把速度提到一定的臨界值才行。
一樣的理兒,要是想徹徹底底地從「地心重力」那兒逃開,就像咱造的宇宙飛船還有宇宙探測器似的,打算離開地球重力能管到的地兒,往更遠的地方溜達,那就只能一個勁兒地加速,把自個兒的速度提到更高的檔兒,一直到能把地球的重力給甩得遠遠的才行。
有這麽一個速度呢,要是一個物體達到這個速度,就能從某個天體的重力那兒跑出去,我們就管這個速度叫「逃逸速度」。
宇宙裏那些天體啊,密度有大有小,質素也參差不齊的,就因為這,它們的重力也就各有不同,這麽一來,最後的結果就是它們的逃逸速度也都不一樣嘍。
在這麽個理論的大背景之下呢,咱再去琢磨琢磨「黑洞」。就好比有這麽一種天體啊,它那重力可老大了,大到啥程度呢?大到從它那兒逃出去的速度比光速都快呢。
就咱們現在知道的啊,在這整個宇宙裏,還沒發現有啥東西比光跑得還快呢。把這倆理論擱一塊兒看啊,就能有個結論了,你就算跑得跟風一樣快(啊,不對,是跟光一樣快),那也沒法從這個天體的重力裏跑出去。
所以呢,這個天體就變成了咱們都知道的那種,連光都跑不出來的「黑洞」嘍。
【黑洞的五種形態】
黑洞啊,理論上講那可是個瞅不見的天體。好多人就發話了,嗨,現如今人類對那些能瞧見的天體研究都沒多少呢,對這種瞅不見的天體,能有多少認識呀?
嗨,人類對黑洞的研究可沒多深入呢。人們給黑洞分類的法子那可不少,其中有一種啊,能把黑洞分成五種模樣。就對這黑洞的五種模樣的研究吧,還引出了關於宇宙生死觀的琢磨,這事兒可太有意思嘍。
在大夥普遍的想法裏啊,原初黑洞這事兒是這樣的。一般人都覺著,一個天體的重力大小呢,老是跟它自個兒的體積大小成正比。在一定的密度範圍裏頭,這個想法當然沒毛病,就好比在太陽系裏,好像真就是體積越大的天體,重力就越大似的。
可後來人們瞅見了,雖說黑洞存在得有個必要條件,那就是得有超凡的老大重力,但是呢,不是所有的黑洞都能有個跟這重力匹配得上的老大體積。
那就說明啊,那些黑洞個兒頭不夠大的,密度可是大得超乎想象。咋個超乎想象法呢?就是說不定它就網球那麽大點兒,重力卻跟地球的一樣大呢。
人們探索黑洞來源的時候啊,老是得琢磨,到底是啥弄出了那麽老大的能量呢,咋就讓宇宙裏冒出那麽多密度大得不像話的天體了呢?
宇宙大爆炸那事兒被當成了頭號選擇。科學家們琢磨著,宇宙大爆炸的時候啊,就有些物質,那密度可集中得不像話了,一下子就變成黑洞了。人們呢,就把這些從宇宙大爆炸裏冒出來的黑洞叫做原初黑洞。
原初黑洞裏啊,最出名的一顆,得算是那顆瞅不見的「第九顆行星」嘍。
海王星那軌域啊,一直明擺著它外面該有顆重力達到行星級別的大行星跟它互相搗鼓呢。可這天文學家們到現在也沒找著這麽個符合條件的行星。就憑人類現在這觀測的本事,這事兒可太不合常理嘍。
2019年的時候,美國有個團隊冒出來一個特大膽的想法。他們尋思啊,沒準兒在海王星外邊兒藏著一個誰都瞅不見的「黑洞」呢。嘿,就是這個黑洞它那重力,把海王星還有周圍那些天體的軌域都給弄得不正常了,就成了咱們現在觀測到的這副模樣。
這個原初黑洞啊,估摸也就一個網球那麽大點兒。它可是從宇宙大爆炸那時候就冒出來了呢。嘿,就因為被史瓦西半徑給管著,它把自個兒周圍能吸的物質全給吸溜進去了,一下子就成了個看不見的黑洞。不過呢,它和太陽系裏其他的天體倒也能和平共處,互不招惹。
恒星黑洞這玩意兒啊,除了宇宙大爆炸一下子釋放出老大能量弄出原初黑洞之外呢,還有一種宇宙裏的事兒,能給出足夠形成一個黑洞的能量,啥事兒呢?就是超新星爆發,這超新星爆發啊,都被叫做「恒星的絕唱」呢。
恒星燃燒這事兒啊,跟咱們平常以為的那種燃燒可不一樣,恒星燃燒靠的是一直進行著的核聚變反應呢。
一顆恒星打從誕生開始,就一個勁兒地搞核聚變反應呢。可等這恒星的內核在不停地聚變過程裏,密度達到了某個程度的時候,嘿,這恒星就得塌縮嘍。
恒星塌縮的時候啊,會猛地爆發出最後那老大一股能量。有些恒星呢,就跟撒歡兒似的,所有物質「嘩啦」一下全飛散出去了,這就進入下一個輪回了。可有些恒星爆炸的時候不那麽幹脆,沒全飛散,還留了個密度超級大的核兒。這核兒要是重力大到一定份兒上,嘿,就又變成咱們都知道的「黑洞」了。人們給這種黑洞起了個名兒,叫「恒星黑洞」。
在人們發現的那些黑洞裏啊,有些黑洞的質素大得超乎想象,大到啥程度呢?嘿,能有10萬個太陽那麽沈呢!這時候人就納了悶兒了,這麽老大個兒的超大質素黑洞,打哪兒冒出來的呢?
最開始的時候啊,大夥都覺著,那些超大質素的黑洞啊,是黑洞們在宇宙裏玩「貪食蛇」玩出來的呢。嘿,人類還真就瞅見過這麽個事兒,有兩個黑洞啊,互相湊近乎,然後就融合成一個更大的黑洞啦。這些黑洞呢,就在老長老長的時間裏頭,一個勁兒地靠碰撞融合這種法子,變得越來越胖(質素越來越大)嘍。
這麽看啊,有一部份恒星死了以後就變成恒星黑洞了,這恒星黑洞呢,還一個勁兒地融合,最後就成了超大質素黑洞。嘿,它就跟宇宙的終點似的,瞅著可嚇人了。
中等質素黑洞特別奇怪,咱從來就沒發現過這中等質素黑洞呢。可要是照著超大質素黑洞誕生的理論來說呀,黑洞在像貪食蛇那樣吃東西的過程裏,肯定得經過「中等質素黑洞」這個環節。
所以啊,不少人對超大質素黑洞咋誕生的有了新點子。說不定超大質素黑洞可不是像貪食蛇似的一點點長起來的,而是一下子就成了呢,一步就到位嘍。
這麽著啊,就等於把以前那種覺得黑洞是宇宙墳墓的宇宙生命觀給徹底推翻嘍。
要是超大質素黑洞打從宇宙大爆炸那時候就直接冒出來了呢,那它在慢慢長大的過程裏啊,就一邊吸著周邊的東西,一邊還往外頂出些氣體雲來。嘿,這些氣體雲慢悠悠地就變成了一顆又一顆的恒星。有了恒星以後啊,行星也就跟著誕生了。這麽一看吶,超大質素黑洞可不是什麽宇宙的墳地,反倒成了所有生命的老祖宗嘍。
類星體黑洞這玩意兒啊,聽起來就特別神秘。
除了恒星黑洞這個大家比較熟的玩意兒,人類又找著了一種超級天體,類星體黑洞,這東西啊,可能既是生命的終點,又是生命的起點呢。為啥管它叫類星體呢?嗨,就因為人類剛發現它的時候,瞅見它那光譜跟普通行星可不一樣。
嘿,結果呢,人類開始研究這些類星體之後發現,喲,這些家夥離地球可老遠老遠了,遠得沒邊兒了,可它們又亮得出奇,那是超級亮的天體啊。這亮光是打哪兒來的呢?
人們覺著類星體黑洞的亮光是咋來的呢?是那些被黑洞吸引,然後就在黑洞周邊嗖嗖高速旋轉的物體發出來的光。在類星體黑洞的正中間兒啊,啥東西都被黑洞給吸進去嘍。
可它周圍有老大的能量呢,這能量就把周邊的物質都給吸引過來,繞著它嗖嗖地高速轉。這麽一轉啊,就散出氣體雲了,接著恒星啊、行星啥的天體就冒出來了。類星體黑洞就跟地獄和天堂湊一塊兒似的,矛盾得很,可又滿是迷人的勁兒。