黑洞是愛因斯坦廣義相對論研究預言的特殊天體,廣義相對論場方程中的一個特解支持黑洞的存在,當然目前科學家已經確定黑洞這種特殊的天體是存在的,在2019年4月份的時候人類歷史上首張黑洞照片問世,這是一個位於室女座的橢圓星系M87中心的超大質量黑洞,距離我們5500萬光年,質量是太陽的65億倍。
黑洞按照質量大小一般可以分為三類,首先是假說的原初黑洞,這類黑洞被認為是形成於宇宙大爆炸之初,質量很小可能類似於地球等行星一樣,但是體積上可能類似於中子和質子等微觀粒子大小;第二種就是大質量恆星演化到生命後期經過超新星爆炸形成的緻密天體,這類黑洞是宇宙中最常見的黑洞;第三種就是前文提到的超大質量黑洞,這類黑洞只存在於星系的中心,質量可能是幾百萬倍甚至幾十億倍太陽質量。
從萬有引力定律來理解黑洞,是因為這樣的特殊天體它們的逃逸速度大於光速的,而按照愛因斯坦的相對論光速是最大的,那麼也就意味著宇宙中的任何物體都無法從黑洞中所逃脫,甚至光都無法從黑洞中傳播出來。而從廣義相對論角度來看,物質引起了時空發生彎曲,光自認為是直線運動,但是時空是彎曲的,那麼光實際上是在繞著視界內運行逃不出黑洞。
雖然黑洞無法像普通天體一樣,通過光學望遠鏡或者射電望遠鏡可以直徑觀測到,但是通過黑洞對周圍環境額外的影響是可以發現它的存在的。
例如最近歐洲南方天文臺(ESO)的一個天文學研究團隊,就發現了一個銀河系內的黑洞,位於望遠鏡星座距離地球僅僅1000光年,這可以說是「近在咫尺」了,最初這個天文學研究團隊用位於智利拉西拉天文臺的MPG/ESO 2.2米望遠鏡來觀察一個恆星系統HR 6819,在這個恆星系統中擁有兩顆恆星相互繞行,它們的視星等5.45,這意味著兩顆恆星在地球上,如果光汙染較小是可以肉眼觀測到的。
而就是這兩顆恆星,它們的周圍竟然還存在一個黑洞,通過觀測運行數據計算,這個黑洞的質量大約是4.2倍的太陽質量,一個質量如此大的隱形天體只可能是黑洞。對於這個恆星系統,在南半球是可以用肉眼看到的。
到目前為止科學家在銀河系內發現的黑洞不到70個,曾經距離我們最近的黑洞是麒麟座V616,距離地球2800光年,質量是太陽的10倍左右。但是最近科學家破了這個記錄,在距離我們1000光年遠的地方發現了新黑洞,並且質量只有太陽的4.2倍。
銀河系內的恆星數量可以達到2000多億顆,黑洞的數量不會這麼少,唯一的可能就是目前人類的觀測技術尚有欠缺,未來可能會在距離地球更近的地方發現黑洞。1000光年遠的黑洞無法對地球造成任何影響,但是可以預見的是,在未來歲月中它周圍的兩顆伴星黑大可能會成為這顆黑洞的「食物」,被它所吞噬。到了那個時候,我們會更加清楚的「看到」它的真容。
文/科學黑洞,圖片來源網絡侵刪。