天文科普:黑洞沉睡意味着什么?
来源:天文在线
发布时间:2020-06-20
浏览次数:1267

什么是沉睡的黑洞?

黑洞沉睡意味着什么?

 

有一些质量特别大的黑洞处在星系中央,周围的行星恒星不断地被它吸进去,它们在两星系之间喷出巨大的气流,发出耀眼的光,照亮整个星系。

 

这种情况对于离我们远的星系比较常见,它们似乎都是一些远古星系。

黑洞沉睡意味着什么?

 

它们在很长一段时间里都被称作活动星系核和类星体,但是迄今为止最可能的解释是它们就是质量巨大的黑洞,吸收了周围的行星恒星。

 

既然已经过了这么久,那在那些黑洞周围的行星恒星,能被吸收的应该都已经被吸收掉了。

黑洞沉睡意味着什么?

 

黑洞不像是真空吸尘器;它们不是单纯的把自己周围的东西吸进去。它们会对周围的物体施加重力和潮汐,对周边物体的轨道也有影响,但是如果它们在安全的距离之外,气体和恒星可以在黑洞周围的稳定轨道上运行很长一段时间。

黑洞沉睡意味着什么?

 

不只是一项任务:新的进展

如果上述情况对周边所有的气体和星体都适用,那黑洞就跟沉睡没什么区别了;很长一段时间就没什么会发生。黑洞就在那里,然后周围的物体围着它转呀转。我们把黑洞的这个时期称为静默或沉睡。

黑洞沉睡意味着什么?

 

但是星体会受到黑洞发出的潮汐力而且气体之间有摩擦力,所以久而久之那些在沉睡黑洞附近的气体和星体的能量自然会降低。

 

最终,这看起来就会像黑洞周边的气体和星体都被黑洞吸走,因为它们失去能量之后它们的轨道会变得越来越小,它们的运行速度也会变得越来越快。

 

这时,黑洞就以一种神奇的方式苏醒了。

黑洞沉睡意味着什么?

 

这就是目前在星系中央的黑洞正在进行的事情。它基本上就是沉睡的。有一团小气体被吸收,它就苏醒。最新预设的是这种事会在几年前发生,但显然这个预设不对,因为黑洞附近没什么反应。

 

在星体逐渐死亡和宇宙持续膨胀的过程中,最后所有的黑洞都会陷入沉睡。

 

它们就呆在那里,无声的转动。如果霍金对黑洞的理论是正确的,那黑洞就会逐渐蒸发。最终它们会完全消失,什么也不剩下,但是这一切的发生需要很久很久,大概10^100那么多年。

黑洞沉睡意味着什么?

 

所以对于那些刚刚发现的沉睡黑洞(210亿倍太阳的重量),目前什么都不会发生。

相关知识

黑洞(英语:black hole)是时空展现出引力的加速度极端强大,以至于没有粒子,甚至电磁辐射,像是光都无法逃逸的区域。广义相对论预测,足够紧密的质量可以扭曲时空,形成黑洞;不可能从该区域逃离的边界称为事件视界 (英语:event horizon)。虽然,事件视界对穿越它的物体的命运和情况有巨大影响,但对该地区的观测似乎未能探测到任何特征。在许多方面,黑洞就像一个理想的黑体,它不反光。此外,弯曲时空中的量子场论预测,事件视界发出的霍金辐射,如同黑体的光谱一样,可以用来测量与质量反比的温度。在恒星质量的黑洞,这种温度高达数十亿K,因此基本上无法观测。

黑洞沉睡意味着什么?

 

最早在18世纪,约翰·米歇尔和皮耶-西蒙·拉普拉斯就考虑过引力场强大到光线都无法逃逸的物体。1916年,卡尔·史瓦西发现了广义相对论现代黑洞模型特征的第一个解,然而大卫·芬克尔斯坦在1958年才首次发表它做为一个无法逃脱空间区域的解释。长期以来,黑洞一直被认为是数学上的一种好奇心。在20世纪60年代,理伦工作显示这是广义相对论的一般预测。约瑟琳·贝尔·伯奈尔在1967年发现中子星,激发了人们对引力坍缩造成致密天体的兴趣,认为可能能在天体物理中实现。

作者: quora

FY: 张颢葶

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