这些年啊,一代又一代特了不起的科学家又研究又传承的,人类就一个劲儿地破解宇宙抛出来的各种谜题呢。在破解这些谜题的时候啊,就像揭新娘子盖头似的,一点一点把宇宙那神秘的面纱给揭开喽。
在所有宇宙里神神秘秘的天体当中啊,有一种天体那可算是极致的存在,最能把人弄得五迷三道的。这是啥呢?就是那个瞅不见的大吞噬怪——黑洞呗。
不少人都或多或少听过或者隐约了解一点黑洞的事儿,尤其是2019年人类拍到第一张黑洞照片以后,大家对黑洞的好奇心那可是爆棚了。黑洞究竟是啥玩意儿啊?这个神秘兮兮又有点吓人的天体是咋冒出来的呢?它还能分成几类呢?
【黑洞到底是什么】
那天体物理学家眼里啊,黑洞可不是啥新鲜玩意儿了。1916年的时候,伟大的爱因斯坦提出相对论场方程,打那起,这黑洞发现的基础就算是给奠定了。
没过多久,又有一位天文学家得出个特逗的结论。简而言之呢,要是有个星体,它的半径比一个临界值小,密度又大到一定份儿上,那就会陷入一种「光都跑不出去」的状况,后来大伙就管这种天体叫「黑洞」了。这个临界半径呢,为了纪念那位德国天文学家,就用他的名儿命名成史瓦西半径了。
好多小学生兴许都晓得,黑洞啊,那可是个光都跑不出来的地儿。嘿,为啥光就跑不出来呢?为啥非得拿光作参照,不用别的玩意儿呢?咱还是能用挺简单的法子来解释解释的。得嘞,咱先搞明白啥叫「逃逸速度」。
嘿,可不只是黑洞哦,啥天体都有自个儿的逃逸速度呢。都晓得「万有引力」吧,这天体啊,各个都有自己的引力。就好比地球,它那地心引力把地球上的东西都死死锁住了。飞机想跟地心引力较较劲飞起来,那就得把速度提到一定的临界值才行。
一样的理儿,要是想彻彻底底地从「地心引力」那儿逃开,就像咱造的宇宙飞船还有宇宙探测器似的,打算离开地球引力能管到的地儿,往更远的地方溜达,那就只能一个劲儿地加速,把自个儿的速度提到更高的档儿,一直到能把地球的引力给甩得远远的才行。
有这么一个速度呢,要是一个物体达到这个速度,就能从某个天体的引力那儿跑出去,我们就管这个速度叫「逃逸速度」。
宇宙里那些天体啊,密度有大有小,质量也参差不齐的,就因为这,它们的引力也就各有不同,这么一来,最后的结果就是它们的逃逸速度也都不一样喽。
在这么个理论的大背景之下呢,咱再去琢磨琢磨「黑洞」。就好比有这么一种天体啊,它那引力可老大了,大到啥程度呢?大到从它那儿逃出去的速度比光速都快呢。
就咱们现在知道的啊,在这整个宇宙里,还没发现有啥东西比光跑得还快呢。把这俩理论搁一块儿看啊,就能有个结论了,你就算跑得跟风一样快(啊,不对,是跟光一样快),那也没法从这个天体的引力里跑出去。
所以呢,这个天体就变成了咱们都知道的那种,连光都跑不出来的「黑洞」喽。
【黑洞的五种形态】
黑洞啊,理论上讲那可是个瞅不见的天体。好多人就发话了,嗨,现如今人类对那些能瞧见的天体研究都没多少呢,对这种瞅不见的天体,能有多少认识呀?
嗨,人类对黑洞的研究可没多深入呢。人们给黑洞分类的法子那可不少,其中有一种啊,能把黑洞分成五种模样。就对这黑洞的五种模样的研究吧,还引出了关于宇宙生死观的琢磨,这事儿可太有意思喽。
在大伙普遍的想法里啊,原初黑洞这事儿是这样的。一般人都觉着,一个天体的引力大小呢,老是跟它自个儿的体积大小成正比。在一定的密度范围里头,这个想法当然没毛病,就好比在太阳系里,好像真就是体积越大的天体,引力就越大似的。
可后来人们瞅见了,虽说黑洞存在得有个必要条件,那就是得有超凡的老大引力,但是呢,不是所有的黑洞都能有个跟这引力匹配得上的老大体积。
那就说明啊,那些黑洞个儿头不够大的,密度可是大得超乎想象。咋个超乎想象法呢?就是说不定它就网球那么大点儿,引力却跟地球的一样大呢。
人们探索黑洞来源的时候啊,老是得琢磨,到底是啥弄出了那么老大的能量呢,咋就让宇宙里冒出那么多密度大得不像话的天体了呢?
宇宙大爆炸那事儿被当成了头号选择。科学家们琢磨着,宇宙大爆炸的时候啊,就有些物质,那密度可集中得不像话了,一下子就变成黑洞了。人们呢,就把这些从宇宙大爆炸里冒出来的黑洞叫做原初黑洞。
原初黑洞里啊,最出名的一颗,得算是那颗瞅不见的「第九颗行星」喽。
海王星那轨道啊,一直明摆着它外面该有颗引力达到行星级别的大行星跟它互相捣鼓呢。可这天文学家们到现在也没找着这么个符合条件的行星。就凭人类现在这观测的本事,这事儿可太不合常理喽。
2019年的时候,美国有个团队冒出来一个特大胆的想法。他们寻思啊,没准儿在海王星外边儿藏着一个谁都瞅不见的「黑洞」呢。嘿,就是这个黑洞它那引力,把海王星还有周围那些天体的轨道都给弄得不正常了,就成了咱们现在观测到的这副模样。
这个原初黑洞啊,估摸也就一个网球那么大点儿。它可是从宇宙大爆炸那时候就冒出来了呢。嘿,就因为被史瓦西半径给管着,它把自个儿周围能吸的物质全给吸溜进去了,一下子就成了个看不见的黑洞。不过呢,它和太阳系里其他的天体倒也能和平共处,互不招惹。
恒星黑洞这玩意儿啊,除了宇宙大爆炸一下子释放出老大能量弄出原初黑洞之外呢,还有一种宇宙里的事儿,能给出足够形成一个黑洞的能量,啥事儿呢?就是超新星爆发,这超新星爆发啊,都被叫做「恒星的绝唱」呢。
恒星燃烧这事儿啊,跟咱们平常以为的那种燃烧可不一样,恒星燃烧靠的是一直进行着的核聚变反应呢。
一颗恒星打从诞生开始,就一个劲儿地搞核聚变反应呢。可等这恒星的内核在不停地聚变过程里,密度达到了某个程度的时候,嘿,这恒星就得坍缩喽。
恒星坍缩的时候啊,会猛地爆发出最后那老大一股能量。有些恒星呢,就跟撒欢儿似的,所有物质「哗啦」一下全飞散出去了,这就进入下一个轮回了。可有些恒星爆炸的时候不那么干脆,没全飞散,还留了个密度超级大的核儿。这核儿要是引力大到一定份儿上,嘿,就又变成咱们都知道的「黑洞」了。人们给这种黑洞起了个名儿,叫「恒星黑洞」。
在人们发现的那些黑洞里啊,有些黑洞的质量大得超乎想象,大到啥程度呢?嘿,能有10万个太阳那么沉呢!这时候人就纳了闷儿了,这么老大个儿的超大质量黑洞,打哪儿冒出来的呢?
最开始的时候啊,大伙都觉着,那些超大质量的黑洞啊,是黑洞们在宇宙里玩「贪食蛇」玩出来的呢。嘿,人类还真就瞅见过这么个事儿,有两个黑洞啊,互相凑近乎,然后就融合成一个更大的黑洞啦。这些黑洞呢,就在老长老长的时间里头,一个劲儿地靠碰撞融合这种法子,变得越来越胖(质量越来越大)喽。
这么看啊,有一部分恒星死了以后就变成恒星黑洞了,这恒星黑洞呢,还一个劲儿地融合,最后就成了超大质量黑洞。嘿,它就跟宇宙的终点似的,瞅着可吓人了。
中等质量黑洞特别奇怪,咱从来就没发现过这中等质量黑洞呢。可要是照着超大质量黑洞诞生的理论来说呀,黑洞在像贪食蛇那样吃东西的过程里,肯定得经过「中等质量黑洞」这个环节。
所以啊,不少人对超大质量黑洞咋诞生的有了新点子。说不定超大质量黑洞可不是像贪食蛇似的一点点长起来的,而是一下子就成了呢,一步就到位喽。
这么着啊,就等于把以前那种觉得黑洞是宇宙坟墓的宇宙生命观给彻底推翻喽。
要是超大质量黑洞打从宇宙大爆炸那时候就直接冒出来了呢,那它在慢慢长大的过程里啊,就一边吸着周边的东西,一边还往外顶出些气体云来。嘿,这些气体云慢悠悠地就变成了一颗又一颗的恒星。有了恒星以后啊,行星也就跟着诞生了。这么一看呐,超大质量黑洞可不是什么宇宙的坟地,反倒成了所有生命的老祖宗喽。
类星体黑洞这玩意儿啊,听起来就特别神秘。
除了恒星黑洞这个大家比较熟的玩意儿,人类又找着了一种超级天体,类星体黑洞,这东西啊,可能既是生命的终点,又是生命的起点呢。为啥管它叫类星体呢?嗨,就因为人类刚发现它的时候,瞅见它那光谱跟普通行星可不一样。
嘿,结果呢,人类开始研究这些类星体之后发现,哟,这些家伙离地球可老远老远了,远得没边儿了,可它们又亮得出奇,那是超级亮的天体啊。这亮光是打哪儿来的呢?
人们觉着类星体黑洞的亮光是咋来的呢?是那些被黑洞吸引,然后就在黑洞周边嗖嗖高速旋转的物体发出来的光。在类星体黑洞的正中间儿啊,啥东西都被黑洞给吸进去喽。
可它周围有老大的能量呢,这能量就把周边的物质都给吸引过来,绕着它嗖嗖地高速转。这么一转啊,就散出气体云了,接着恒星啊、行星啥的天体就冒出来了。类星体黑洞就跟地狱和天堂凑一块儿似的,矛盾得很,可又满是迷人的劲儿。