你知道嗎?黑洞其實也是星系中生命的贈與者

2020-08-25 宇宙科學室

黑洞是時空結構中的一個黑點,其密度極高,具有令人難以置信的奇異密度,以至於沒有任何東西能逃脫它們的引力。在宇宙中運行時,它們總是會花時間做一件事,那就是吞噬物質。如果你足夠靠近黑洞,你就會被黑洞向內吸,被拉成碎片,再也回不來了。

但事實證明,黑洞不僅僅是宇宙「真空吸塵器」。在2019年,物理學家凝視著無邊的黑暗,並拍攝了有史以來第一張黑洞的照片。他們還進一步了解了這些怪異並且永遠「吃不飽」的黑洞是如何運行的。

黑洞讓人們難以忘記的形象

2019年的科學家拍攝了一個絕對令人難忘的黑洞M87圖像,它位於銀河處女座A的中心,距離約5300萬光年。這是黑洞有史以來的第一次特寫,它被世界各地稱為「事件視界」的望遠鏡網絡捕捉到,看起來像一個顆粒狀的小點,周圍是模糊的橙色環。但是,那個很小的像素化圖像實際上是一個黑洞,與太陽系一樣大,是太陽質量的65億倍。

圍繞其黑心的熾熱橙色輝光劃定了事件範圍,即在墜入之前圍繞黑洞旋轉的物質環。當它與其他物質高速摩擦時,它產生能量並發光從而形成吸積盤,正因為這個吸積盤,讓黑洞看起來像一顆橙色的戒指。

本不應該存在的黑洞

黑洞的照片被人類第一次真正捕捉到了。在這之後科學家們又發現了新的問題,那就是發現了一個本不應該出現的黑洞。

2018年11月,科學家們說,他們發現了一個距離我們15,000光年遠的黑洞,這個黑洞是非常之大,本不應該存在。他們推測出一顆質量大約是我們的太陽質量8倍的恆星,它似乎正在繞著一片黑暗的空白區域盤旋,從而科學家們推測了這個歌本不應該存在的黑洞。根據那顆恆星的擺動程度,他們計算出該恆星很可能繞著我們太陽質量的70倍黑洞盤旋。以前,科學家認為,恆星黑洞或質量大的恆星坍縮後形成的黑洞,其質量可能不超過我們太陽的質量的30倍,至少其化學成分與我們的本星系化學成分類似。

雷射幹涉儀引力波天文臺(LIGO)主任,未參與此項研究的佛羅裡達大學教授表示:「這一發現迫使我們重新研究恆星質量黑洞形成的模型。」的確,人類確實應該思考一下關於宇宙中天體的不尋常情況了,萬一發現了外星文明也不是沒有可能的。

根據去年12月發布在arXiv資料庫中的幾篇論文,該黑洞從一個僅僅是太陽質量八倍的恆星變成一個太陽質量70倍的黑洞,這種現象畢竟是不可能的。不應該存在的黑洞可能只是一個常規大小的黑洞,最初計算數字的研究團隊在解釋黑洞/恆星雙星系統發出的光時犯了一個錯誤。研究人員通過將伴星的光與黑洞吸積盤或物質環繞其口中發出的微弱發射相混淆,高估了黑洞質量至少兩倍。

其實黑洞不僅僅是「吞噬惡霸」,黑洞也是銀河生命的贈與者

黑洞被認為是宇宙中的「吞噬惡霸」,它們所經過的地方,其周圍的物質,天體都會被它吞噬,並且人類還不知道被黑洞吞噬的東西去到了那裡。其實這些「面無血色的宇宙殺手」可能蘊藏著另外一面。黑洞實際上可能是星系生命的引擎。根據十一月份的一項研究,在黑洞的「吞噬」中,黑洞還會通過宇宙發出熾熱,湍流的氣泡。研究發現,熾熱的等離子體可能會讓星系保持活躍狀態,否則星系會冷卻並死亡。五月份發表的另一項研究發現,黑洞發出的輻射可以為外星生命提供動力來源,只要它存在於黑洞吸積盤以內的區域中,且距離星系系中心合適的距離。研究發現,隨著這些黑洞的「吞噬過程」,它們的輻射和光可以促進光合作用並促進生物分子生命模塊的形成

黑洞有可能根本不是黑洞

另外一方面,也許只是黑洞在名稱上被人類誤解了。今年夏天,一個數學家和物理學家提出了一個非常瘋狂的想法:黑洞在意義上可能不存在,它有可能只是一各充滿了暗能量的空間。 根據愛因斯坦的說法,黑洞由是體積無限小的,密度無限大的被稱為奇點的點爆發而來。但是,根據這項新研究,用於分析相對論的常見數學簡化法可能存在缺陷,分析結果顯示,黑洞可能根本不是奇點。相反,它們可能是充滿了暗能量的空間,而通過這個發現,可以解釋世界上最大的重力波探測器的一些令人驚訝的發現。

相關焦點

  • 在一個「不起眼」的小星系裡,包含了普通星系中最大的黑洞
    我們都知道宇宙中目前已知的黑洞都是從超大質量恆星的死亡中誕生的。一顆太陽質量20倍或以上的恆星死亡時,產生的黑洞質量可能是太陽的3倍或以上。這些超大質量恆星其核心燃燒燃料的速度非常迅速,壽命只有區區幾十萬年到幾百萬年不等!恆星死亡時核心的引力塌縮會摧毀所有物質,包括原子,原子核,甚至是夸克和膠子!這就是我們最熟悉、也是目前已知的黑洞來源!
  • 你知道嗎?其實黑洞也有生命。
    黑洞是宇宙中最可怕的天體,強大的引力導致光都無法逃脫,但,黑洞並非永恆的,那麼到底是什麼能讓如此可怕的黑洞消失呢?然而隨著科學家的不斷研究發現,黑洞其實是有壽命的,最早提出黑洞具有壽命的是霍金。霍金根據量子力學的理論推算,黑洞會向外噴射粒子,這些粒子會不斷帶走黑洞的質量,霍金稱其為黑洞蒸發。
  • 你見過黑洞嗎?如果人類被吸入黑洞你知道會發生什麼嗎?
    不止質量不一樣,連大小也不一樣,而宇宙中巨大的黑洞被稱為超級黑洞,它的直徑與地球相當,質量卻是太陽的數十億倍,超級黑洞甚至可以吞噬宇宙中的任何星系,重點來了,如果你掉進黑洞會發生呢?如果你掉進了一個黑洞,你以為自己可能馬上就會死掉嗎?,事實上你的命運也不止這麼簡單!我們總會在某個時候遇到這個古老的問題! 一個人如果掉進黑洞後會發生什麼呢?
  • 你對黑洞真的理解嗎,或者說你真的知道什麼事黑洞嗎?
    其實對於黑洞,我們對它首當其衝的印象那就是吞噬,黑洞的存在似乎為了吞噬而生,這也是我們熟知的黑洞成長的過程,然而僅僅是吞噬就能夠達到如此的規模嗎?答案並非如此,最新研究表明黑洞的成長過程遠遠比我們想像要複雜!新的模擬顯示了黑洞不僅可以通過吞噬還壯大自己,還有合併,甚至兩者兼之。
  • 宇宙中的黑洞真的如此可怕嗎?超大質量黑洞在宇宙中扮演什麼角色
    宇宙中的黑洞真的如此可怕嗎?超大質量黑洞在宇宙中扮演什麼角色大家好我是你們的老朋友天空,為了展現科技的魅力,以後的每一天我都將為大家放送最幹的貨,希望你們會喜歡。在上期的文章中我們講到了如何去探索黑洞這樣可怕的怪物,還談到了銀河系的中心點,今天我們來繼續講一講銀河系的中心點,看看是什麼東西維持著巨大銀河系的運作。
  • 星系的中心是黑洞,黑洞不斷吞噬,最終會吃掉整個星系嗎?
    而宇宙間還有一些原生黑洞,這些黑洞的前身並不是恆星,所以並沒有質量的限制,這些黑洞可以小到直徑只有一毫米。不過這些小型黑洞的生命周期是很短暫的,根據霍金輻射理論,其很快就會蒸發殆盡。所以這些小型黑洞只是存在於理論之中,我們並沒有它們存在的現實證據。不過大質量的黑洞的確是存在的,距離地球5300萬光年的M87黑洞照片讓我們領略了黑洞之美。
  • 星系在黑洞盛宴中倖存
    黑洞被認為吞噬了周圍的大量物質,以至於終結了其宿主星系的生命。在這個過程中,它們創造了一個高能的物體,叫做類星體,以前被認為可以阻止恆星的誕生。現在,研究人員發現了一個星系,該星系通過繼續誕生新恆星(每年約100個太陽大小的恆星)來生存在類星體的強力作用下。
  • 宇宙中各種天體中的「霸王」,最大的黑洞、最大的星系你知道嗎
    最大的黑洞Ton 618是一個距離我們104億光年的類星體,擁有極其巨大的能量。類星體是人類未知的天體,目前科學家認為是超級恐怖的黑洞吞噬時形成的吸積盤。據計算,Ton 618的質量是太陽的660億倍。按照萬有引力公式來計算,即使距離它1920億公裡以外的光線,都無法逃脫它引力的束縛。
  • 科學家宣稱黑洞輻射可能會創造生命,有黑洞的星系也可能是適居帶
    在尋找外星生命時,科學家們必然會關注「 古迪洛克帶 」也被稱為「適居帶」,指的是那裡的情況有利於生命的發展,或許可以發現像地球這樣的生命體。有兩種區域是有可能的,一個是在行星系內,另一個則存在於星系之中。
  • 超大質量黑洞:星系的締造者?
    如果沒有超大質量黑洞產生的噴流催生出銀河系,也許人類就不會出現在這個宇宙中。不過天文學家們並不打算就此重寫宇宙的歷史。他們關注的是超大質量黑洞和星系之間的聯繫,這也是縈繞在星系形成上的一個關鍵問題。20世紀60年代中,當類星體首次被發現時,這個問題第一次浮出了水面。類星體都是非常明亮、緻密的天體,可以釋放出超過銀河系100倍的輻射。
  • 關於黑洞,你想知道的十件事都在這了!
    黑洞是宇宙中一個密度極大的物體,沒有光可以從中逃脫。雖然黑洞神秘而獨特,它們同時也是重力發揮作用的關鍵:當大量物質被壓縮進一個足夠小的空間中時,產生的物體會撕裂空間與時間的結構,產生所謂的奇點。
  • 最巨大的5個超大質量黑洞!你知道嗎?
    物理學家認為黑洞內部有一個起點,而在這個起點內部重力以及時空的曲率都接近無限大。科幻作家則認為黑洞的內部則隱藏著蟲洞的入口,通過蟲洞人們可以去遙遠的宇宙旅行穿越過去以及未來,甚至是造訪別的宇宙。不過好萊塢的劇作家則認為黑洞的內部有一個放有無數書架的房間。大家好,儘管我們說了這麼多令人們感到驚訝的並不僅止於黑洞內部,黑洞的其他特性像是它的重量也是相當驚人。
  • 糾正對M87星系黑洞認識上的幾個誤區
    科學界在全球同步發布了一張M87星系黑洞真實的照片,引發了社會對黑洞這種特殊天體的熱議,但在這些議論中有不少誤區,在我發表的一些文章評論區就有不少錯誤的認識,現在我們就來就幾個常見錯誤討論一下。光年是個距離單位,為什麼又與時間相關聯呢?5500萬光年遠的事物就是5500萬年前的樣子嗎?
  • 黑洞的照片今晚面世了,但是你知道黑洞視界是什麼嗎?
    黑洞的視界與物體的逃逸速度(逃逸黑洞引力所需要的速度)有關。一個人離黑洞越近,他就需要更快的速度才能逃離黑洞巨大的引力,而視界就是黑洞周圍逃逸速度超過光速的臨界點。根據愛因斯坦的狹義相對論,我們知道沒有什麼能比光在太空中傳播得更快,這也就意味著黑洞的視界本質上是一個任何東西經過了都無法回頭的臨界點。
  • 比銀河系大3萬倍的星系,它是宇宙中最大的螺旋星系
    其實在龐大的宇宙中,地球就如灰塵般渺小。據說有人拍到了宇宙中最大的螺旋星系,這是個比銀河系大3萬倍的星系,這個星系位於鯨魚座,距離地球大概有4700萬光年。
  • 星系中心的超大質量黑洞到底是如何形成的?
    有這麼大的恆星能通過超新星演化出這麼大的黑洞嗎?顯然不可能!所以我們今天就了解下宇宙早期的超大質量黑洞演化過程,它咋來的!先了解下我們銀河系的超大質量黑洞是怎樣被發現的銀河是夜空中光明與黑暗的交織,它包含了我們所能看到的所有恆星,從年輕到古老,有大有小,顏色各異,中間夾雜著昏暗的氣體雲,綿延數十萬光年,而我們就是其中的一份子!
  • 科學(普)有道:在偏遠星系中尋找黑洞
    現在大家都知道,大多數星系中散布著許多恆星質量的黑洞。它們通常是由恆星在超新星爆炸中死亡而產生的。它們有時在雙星系統中被發現,黑洞和白矮星或其他類型的恆星在一起做軌道舞蹈。天文學家所知道的絕大多數超大質量黑洞都隱藏在星系中,這些星系本身被捆綁在一起形成星系團。目前發現的最大的一個有210億個太陽的質量,位於彗發星系團星系的核心。彗發是一個距離銀河系3.36億光年的巨大團塊。
  • 關於黑洞,那些你不知道的事
    黑洞是中子星坍塌導致的,所以,如果一個超大質量的黑洞位於星系中心,那麼它還可能是由一顆中子星引起的嗎?如果是這樣的話,一顆中子星有多大才能造成黑洞?實際上有幾種不同的方法來形成黑洞。其中之一是問題中提到的可能性,足夠的物質可能堆積在中子星或其他物體上,導致它超過臨界質量並崩潰形成黑洞。
  • 超大質量黑洞會導致星系自轉嗎?
    圖解:2MASS的紅外線望遠鏡所拍攝到的銀心全貌(2003年)而銀河系統有2000億顆類似太陽的恆星,各自相距數以光年計的距離,可以說在我們銀河系中需要擔心會受到超大質量黑洞影響的區域其實非常有限。銀河系現今自身質量約為1000億個太陽質量,要比超級質量黑洞的1000萬倍太陽質量大很多,所以,除非你非常接近它(即在廣義相對論作用範圍內),否則一個超大質量黑洞在星系的固定點產生的引力其實微不足道。
  • 恐怖的黑洞 最大黑洞 到底星系造就了黑洞,還是黑洞造就了星系
    黑洞一直以來就是一個很神秘的東西,及看不見、也不可能觸摸到,但科學家一直認為它是確實存在的。而且幾乎每一個星系中間都有一個黑洞,就像我們的銀心黑洞一樣。2019年8月,科學家在距離地球約7億光年的鯨魚座發現了一個相當於太陽質量400億倍的超大黑洞,它就是霍姆伯格15A星系中心黑洞。