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。有一個團隊耗時了15年尋找線索,在夏威夷茂納開亞的雲層上,巨大的凱克望遠鏡能夠看穿銀河系的中央。我們為了證明的確有黑洞存在,而必須研究的那個區域小得不得了,這個任務完全留像大海撈針一樣,而且我們還要清楚知道那根針在哪裡。
在銀河系中尋找黑洞的徵兆,就必須看得到非常接近銀河系中央的那些恆星,而且必須正確無誤的把他們定位。凱克望遠鏡開始運轉時,一道鐳射光束會偵測大氣層裡各種可能扭曲影響的細微動靜。接著發動機會調整30英尺的巨型鏡面做輔正,科學家們發信啊,銀河系中央的恆星以時速好幾百萬英裡的速度不斷移動。銀河系中央是相當極端的環境,位於中央的恆星移動的速度比其他地方恆星快很多,這絕對是黑洞存在的指標。看起來就像繞著隱形太陽運行的小不點行星,但它們不是行星而是恆星。需要有強大的引力才能牽引巨大的恆星,讓它們快速緊密的繞行,宇宙裡只有一樣東西擁有這樣的引力,那就是超大質量黑洞。
觀察這些情況就可以證明有個比太陽的質量大400萬倍的黑洞,就在我們銀河系的中央,這是一項重大的發現,我們星系裡的一切,包括我們的太陽系,都繞著超大質量黑洞運行。但是銀河系並不是唯一一個有黑洞在中央的星系,宇宙中大多數的星系中央都有超大質量黑洞。仙女座星系是我們最近的鄰居,它環繞著一個比太陽還重一億四千倍的超大質量黑洞運行。還有M87星系,擁有的黑洞重量相當於200億個太陽。有超大質量黑洞。黑洞是怎麼變得那麼大的呢?他們又在星系的中央做什麼?為了尋找這些答案,我們還要回到140億年前宇宙形成之初。當時宇宙充滿大霹靂時產生的氣體雲,在某些地方,氣體厚重到足以形成好幾百萬顆恆星。
大多數這些新的恆星都是超大質量的,他們燃燒得又熱又快,然後爆炸,製造了許多黑洞。宇宙初期是個極端又瘋狂的地方,大片的質量區域出現災難性的崩塌,製造出黑洞。事實上初期宇宙有可能到處都是新形成的黑洞,引力把許多的黑洞聚集到一起,初期的宇宙隨處都有黑洞結合起來,製造出越來越大的黑洞。經過幾億年的時間,每一個黑洞都已經成長,產生更強的引力,並吸進越來越多的氣體,新的恆星由氣體形成,產生早期的星系。年輕的星系是一大群恆星,這些恆星是由氣體雲形成的,在新星系的中央,有個年輕的超大質量黑洞,它不斷的吸進氣體,變得越來越大。
我們可以想像一下,有一個剛剛誕生、還在形成的星系,核心有一個正在發展的超大質量黑洞,氣體還在進入黑洞,整個星系還在形成。那麼接近這個中央黑洞的地方一切變得越來越熱,物質溫度不斷飆升,氣體快速進入黑洞,可是黑洞超載了,沒有空間容納那些額外的熱氣體。氣體無處可去,只能離開,它們就變成了巨大的能量噴射朱,噴發到太空裡。每一道噴射比我們的太陽系還寬20倍,他們猛烈的噴發穿越了整個星系,這個超大質量黑洞點燃了類星體。類星體是宇宙裡最亮的物體,亮度強到能夠照亮整個星系。
類星體從我們周圍的星系噴發大量氣體,數量相等於每分鐘十個地球,當你加熱一種氣體,它就會膨脹,並且向外噴去,它跟風有點像,不過規模相當大,而這是由黑洞吹出來的風,是從黑洞裡吹出來的氣體。黑洞是吸入氣體,類星體則是吹出氣體,但是到最後沒有留下任何氣體來製造恆星,星系就停止發展。所以我們認為星系可以發展到多大就取決於星系中央的黑洞,兩者關係密不可分。當沒有氣體來噴射之後,類星體噴射柱就開始萎縮,然後消失。留在星系中央的就是超大質量黑洞,還有一大群年輕的恆星。就像我們銀河系年輕時那樣。
銀河系在初期時,可能是類星體,可能每個大星系年輕時都是類星體,可是現在我們已經老到整個星系都安靜下來了。現在天文學家正在尋找類星體,這是發現更多黑洞,並且了解黑洞是怎麼運作的秘訣。每一個類星都代表著一個年輕星系,中央都有個新黑洞,這些類星體最後都會靜下來,這時它們的星系已經成熟並且成型。我認為宇宙和人類很像,年輕時活力十足,等他們年紀漸長就變得比較沉穩,比較放鬆。我們現在知道超大質量黑洞是怎麼形成的,和它們製造類星體控制著星系。黑洞是讓我們了解星系怎麼形成的重點,是了解星系怎麼隨時間演化的關鍵。
所以事實上黑洞一點也不隱秘,他們是我們了解星系和這個宇宙的根本,要更加了解黑洞,唯一的方式就是仔細觀察它,因為我們是不可能貼近造訪的,所以天文學家正在努力構思一種方式,來拍下我們自己星系中央那個超大質量黑洞的照片。要做到這一點,需要一座和地球一樣大的望遠鏡。不過我們最好是希望能夠很快和銀河系中央的超大質量黑洞見面,最好是去到銀河系中央,來到事件視界,這也是天文學家們所追求的。大多數的星系中央都有個超大質量黑洞隱身其中,我們知道它們存在,只因為它們周圍的恆星以每小時幾百萬英裡的速度被牽引。
不過我們還是有辦法拍下黑洞邊緣的,光學望遠鏡並不能直接看到黑洞,但是環繞黑洞的超高溫灼熱氣體所送出的無線電波可用來製作影響。巨大的無線電望遠鏡從太空接受這些訊號。但是就算有照片,也比不上親眼目睹黑洞。在遙遠的未來,我們或許會具備能夠進到黑洞裡面並且穿越它的科技,我們甚至能順利地完成旅程。到時候我們或許就能回答這個問題,黑洞中央到底有什麼?有些科學家認為,我們可以利用黑洞作為某種入口,這樣有可能會走遍宇宙,這還是一個猜測,不過從數學上看來似乎可以說。當你掉進黑洞,你不會就那麼死掉,你會穿越蟲洞,蟲洞是個入口,是穿越空間和時間的捷徑,或許我們能快速的穿過宇宙,通過這個我們稱為黑洞的地下鐵系統。
如果黑洞是穿越空間和時間的捷徑,它或許可以把科幻片裡最酷的想法變成現實。時空旅行是有可能的,可是並不是很實際,你知道保持蟲洞入口取開放所需的能量來源和物質,是某樣奇特到不可能在實驗室製作的東西,不過如果可以製作出來,就有可能利用黑洞的力量回到昨天。或許在未來,我們會精通這項技術。黑洞甚至可能是通往其他宇宙的入口,在黑洞的另一端,甚至可能是大霹靂。當黑洞崩塌物質掉進其中時,或許那些物質是被噴發的另一端到達另一個白洞。如果大霹靂只是黑洞的對立面,我們自己的宇宙可能是這樣誕生的。如果你仔細看黑洞的方程式,放入宇宙的參數,宇宙的質量和大小,你會發現其實我們的宇宙已經解開了黑洞的方程式,換句話說我們有可能正置身事件視界裡,或許其實是住在黑洞裡。
每個黑洞都可能是某個完全獨立的宇宙的起源,如果這點屬實,就可能有幾十億個宇宙存在。每個宇宙都布滿恆星、行星和生命,無論往後我們有任何發現,我們現在都知道黑洞無所不在。黑洞要大得多,對宇宙的演化更關鍵,完全超出我們想像。我們對宇宙的了解,那麼對我們很重要。在我們了解黑洞無所不在之後,已經深受影響,從前大家認為,黑洞物理學虛幻到不可能是真實的,但是現在黑洞成了主角,我們現在知道黑洞主宰著宇宙本身的演化。在我們什麼都不了解的時候,我們都認為黑洞是宇宙的暴君,飛船需要讓開走,以免別吸進去,但其實黑洞扮演著重要的角色,扮演相當多的重要角色。如果沒有黑洞,那就沒有我們,人類的存在都要歸功於黑洞。那麼我們今天的文章到這裡就結束了,如果你喜歡憨憨的文章,那就點讚關注憨憨吧。以後的文章我們還會為大家持續帶來一些乾貨,記得關注憨憨哦!
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