黑洞能夠隱藏自己,為什麼我們還能夠觀測到它?引力太強惹得禍

2020-12-03 探索浩瀚星空

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

浩瀚的宇宙中有數不盡的各種天體,除了我們比較常見的行星,恆星之外,還有一些比較神秘且強大的天體,比如中子星,脈衝星,黑洞等。在這些神秘強大的天體中,要問哪一個最神秘,相信大家都會想到黑洞。

沒錯,黑洞可以說是目前人數已知的,宇宙中最神秘並且強大的天體。在宇宙中,衡量一個天體的強大與否,基本都是以質量為標準的,質量越大,引力越大,因此在宇宙中質量為王是永恆不變的真理。

黑洞之所以強大,正是因為它有著強大可怕的質量,從而產生了異常強大的引力。當然,能夠跟黑洞引力相比的還有中子星,可是中子星遠遠沒有黑洞那麼神秘,因為中子星是我們能夠直接觀測到的,如果距離合適,我們甚至可以用肉眼直接看到旋轉的中子星。

可是黑洞不同,它除了引力強大之外,還能夠隱藏自己,讓我們的觀測設備無法直接看到它。一些小黑洞即使到達了我們的面前,可能我們也發現不了,黑洞之所以能夠將自己隱藏起來,原因就是光子經過它的時候,會被其強大的引力扭曲從而吸收。

我們都知道,我們之所以能夠看到目標天體,是因為這個天體有光子進入了我們的觀測視線。如果沒有光子進入,那麼我們就無法直接觀測到目標物體,所以,我們能夠看到恆星,看到行星,看到宇宙中很多的各種普通天體,可是面對黑洞,我們卻無法直接觀測到。

可是很多人都知道,黑洞的存在早已不是秘密,去年,科學家還公布了人數首張黑洞照片。既然黑洞能夠隱藏自己,為什麼我們還能夠觀測到它?原來是它太強大惹得禍。

黑洞有了隱身的強大技能之後,本來是能夠將自己完美地隱藏在宇宙各個角落,不被人們發現。可是由於它的質量太大了,大到了能夠扭曲周圍空間的程度,並且其強大的引力也在不斷吞噬著靠近它的物質和天體。所以,質量越大的黑洞,它的周圍都會有明顯吸積盤的存在。

這個吸積盤是黑洞將附近的物質和天體不斷拉扯粉碎形成的一個物質環,其中的各種物質碎片不斷摩擦,產生了巨大的能量。雖然進入黑洞的光線無法再反向出來,但是吸積盤內的強大能量卻可以釋放出來,從而被我們觀測到。

每一個大星系的中心基本都有一個或數個大黑洞,比如銀河系中心的那個超大質量黑洞,在這個黑洞的周圍形成了龐大的吸積盤結構,即使我們距離此有2.6萬光年,但是我們仍然可以看到一個明亮的銀心。這個明亮的銀心其實就是吸積盤,吸積盤的中心就是黑洞的入口。

正是由於黑洞吸積盤的存在,才讓我們能夠觀測到宇宙的霸主天體。而黑洞也由於自身太過於強大,所以無法真正隱藏自己,反而成為了宇宙異常明亮的亮點,尤其是那些比較活躍的超大質量黑洞,它們更是在不斷吞噬恆星等天體,形成的吸積盤釋放出的能量, 即使相隔數十億光年,也能夠被我們觀測到。

去年,科學家公布的人類首張黑洞照片,就是一個代號為M87的超巨橢圓星系中心黑洞,它的質量是太陽的65億倍,距地球約5500萬年。為了拍攝如此遙遠的黑洞,科學家模擬出口徑像地球一樣大的望遠鏡,這就是「事件視界望遠鏡」,它集合了分布在全球各地的多個射電望遠鏡。從智利阿塔卡馬沙漠到南極冰原,從西班牙的高山到夏威夷的海島,8個射電望遠鏡通過「甚長基線幹涉測量技術」聯合起來,成功拍到人類歷史上第一張黑洞照片。

當然,人數目前對於黑洞的了解只限於能夠觀測到一些超大質量黑洞,而那些沒有明顯吸積盤的中小型黑洞,我們目前還沒有能力進行觀測搜尋。黑洞作為宇宙中的霸主級天體,它的數量可能遠比我們想像的要多,而要真正觀測到各種質量的黑洞,依靠目前的觀測技術和設備是無法辦到的。

由於黑洞本身太過於強大,它的吞噬能力可以吸收光子,所以傳統的依靠光學類的望遠鏡是無法觀測到大部分的黑洞,只能觀測到一些超大質量黑洞。想要真正搜尋黑洞,我們需要其它方面的強大望遠鏡,比如引力波探測器等。

黑洞是如何形成的?按照目前科學家的觀點,認為大質量的恆星在內核燃料耗盡之後,中心會不斷坍縮,如果質量夠大,就會坍縮成一顆中子星,假如超過了中子簡併力,中心就是一個黑洞。除了恆星型黑洞外還有原初黑洞,這是宇宙大爆炸初期質量密度太高直接坍縮而成的。

雖然黑洞的形成我們大體搞明白了,可是形成後的黑洞到底是個什麼東西,我們還是一無所知。或許只有真正進入黑洞進行一次旅行,或許才有希望真正揭開黑洞之謎。而黑洞的奧秘或許關聯著宇宙背後的一個大秘密,雖然黑洞的秘密非常吸引人,但是人類想要真正探索它,或許還需要漫長的時間才行。

只有等我們成為了星際文明,有了星際航行的能力之後,或許才能夠去探索黑洞。銀河系中心的那個超大質量黑洞無疑會是未來人數重點探索目標,如果銀河系存在其它的外星文明,相信銀心都會是一個神秘的吸引。只要成為星際文明,大概率都會前往銀心探索,所以,有科學家探測,銀河系中心有可能是文明的聚集地,大量的星際文明會聚集在這裡。

小夥伴們,你們對此有何看法?歡迎大家在下方留言討論,發表自己的見解和看法。

相關焦點

  • 黑洞無法直接被觀測到,專家是通過其周圍引力來定位的!
    黑洞的存在讓外太空的探索顯得更加神秘莫測,黑洞存在於星系的內部中心位置,它擁有無限大的密度和較小要的體積,但是它的內部容量較大。所有的物理定理在黑洞的面前似科都失去了存在的意義。黑洞是如何產生的呢?科學家介紹,當體積較大的恆星在死亡以後,中心部分發生引力坍縮作用,從而形成了黑洞,它擁有較大的質量體系,而它的自身體積較小,形成的引力場較大,存在於黑洞周圍的物質是不能夠逃脫它的法力。就是傳播速度最快的光,也是不能倖免的。我們不能直接觀測到黑洞的存在,我們是需要感知黑洞周圍物質的性質而間接的觀測黑洞的存在。當物質在被黑洞吸收之前會放出X射每和紫外線,從而得到有關黑洞的相關信息。
  • 黑洞那麼黑,為什麼科學家還有辦法觀測到它?這肯定是假象!
    的引力大到連光都無法逃脫,所以我們根本就無法從可見光波段直接看到黑洞,但黑洞這種超喪的特性仍然能讓天文學家發現它,而這個始作俑者同樣是讓大家看不到的引力!黑洞的吸積盤因為黑洞的超強引力,所以它會形成一個巨大的塵埃吸積盤,除非它的周圍啥都沒有,因此只要觀測它周圍存在的巨大吸積盤即可!
  • 如果黑洞沒有吸積盤,我們如何觀測到它的存在?
    但問題依然存在,黑洞到底是啥樣的,因為我們看到的只是視界外黑洞吸積盤的照片,下面我們來簡單解讀下!事件視界望遠鏡獲取的第一張M87*黑洞照片,當然大家已經看得不要不要了!我們先從現實中的黑洞來解釋下為什麼會形成這樣的「黑洞」!一、其實我們看到的並不是真正的黑洞,而是黑洞的吸積盤!
  • 黑洞連光線都能吞噬,人類卻能觀測到,黑洞另一頭是什麼樣的?
    在浩瀚無垠的宇宙當中,黑洞就成了最為神秘誘人的。我們都知道,人類之所以能看到其他的物體,是因為物體反射出的光線進入了人眼。就像人類利用太空望遠鏡進行觀測,當星體發射或反射光線,就會被捕捉到,由此確認星體的存在。
  • 黑洞連光線都能吞噬,人類卻能觀測到,黑洞另一頭是什麼樣的?
    在浩瀚無垠的宇宙當中,黑洞就成了最為神秘誘人的。我們都知道,人類之所以能看到其他的物體,是因為物體反射出的光線進入了人眼。就像人類利用太空望遠鏡進行觀測,當星體發射或反射光線,就會被捕捉到,由此確認星體的存在。可是宇宙中卻有黑洞這種神秘的星體,它的密度無限大,熱量無限大,更是有巨大的引力,能夠吞噬周圍一切的奇點。任何天體接近它的時候,都會被吞進去。
  • 距地球十億光年外,科學家觀測到了罕見的三個黑洞碰撞,十分壯觀
    黑洞有了強大的質量之後,產生了讓天體感到恐懼的強大引力,而且這個引力還發生了&34;,擁有了吞噬的強大屬性。黑洞的吞噬能力讓它成為了宇宙的霸主,不管是行星還是恆星,只要進入它的視界範圍,那就很難逃脫,最終都會被它一點點分解吞噬。即使是光子擁有著宇宙最快的速度光速,它一旦進入黑洞視範圍,也基本無法逃脫。
  • 為什麼我們沒有在自己的星系裡發現引力波?
    我們銀河系裡應該有引力波存在?對於在我們的宇宙中真實存在或產生的黑洞,我們可以觀測到它們周圍物質發出的輻射,黑洞吸入、合併所產生的引力波,以及引力波的振鈴信號。但是我們目前還沒有探測到銀河系內部有類似的合併。
  • 為什麼說中子星是「破產版」的黑洞?它的密度和引力大得嚇人
    引言:茫茫的宇宙中總是存在一些讓人類感到不可思議的天體,例如不可視的黑洞、可視的中子星等等。黑洞是宇宙中引力最強的天體,中子星的引力很可能僅次於黑洞。那麼為什麼中子星擁有這樣的本領呢?眾所周知,黑洞是宇宙中引力最強的天體,任何物體進入黑洞的視界範圍內都會被吞噬掉,連光線也無法逃脫。根據科學家們的研究發現,黑洞之所以擁有如此強大的引力,是因為它們擁有難以估摸的密度。換句話說,黑洞的天體密度應該是宇宙所有天體中最大的,但是它無法被人類的肉眼捕捉。那麼除了黑洞之外,是否存在既可視、密度又非常大的天體呢?
  • 糾正對M87星系黑洞認識上的幾個誤區
    比如說M87星系黑洞還是5500萬年前的樣子就有人質疑。其實距離我們5500萬年的物體就是5500萬年前的樣子,這話一點也沒錯。這是因為我們看到的東西都是通過光來傳播的,眼睛只能被動接受光傳達到視網膜的事物,物體發出的光或者反射的光到達我們的視網膜,我們才能看見它。
  • 為什麼我們沒有在銀河系中發現引力波?
    通過對黑洞環繞物質發出射線以及旋進、合併和鈴宕過程中產生的引力波的觀測,我們能夠察覺到宇宙中黑洞的存在或誕生。但是到目前為止,我們還沒有在銀河系內探測到黑洞的合併。科學界有個非常了不起的進步,即我們已有能力探測引力波。
  • 到現在才發現有一個黑洞居然離我們這麼近!它還是在一個三體裡
    這顆黑洞是人類目前發現的離我們最近的黑洞。先別走。也許你覺得1000光年並不是一個很短的距離,但是要是把它放在恆星之間這樣的尺度上看,這個距離真的不要太小。可是為什麼這樣一個離我們這麼近的黑洞我們現在才發現它呢?這要從我們探測黑洞的方式說起。我們都知道黑洞由於具有強大的引力場足以囚禁經過的光,它自身也不發光,從而在任何波段上我們都不能直接觀測到黑洞。
  • 一個黑洞1000萬年後靠近地球,到時候地球的命運會如何?
    黑洞依靠它強大的引力能夠吞噬宇宙中的一切物質,連光都沒有辦法逃離黑洞的引力,它不斷地餓吞噬物質,同時還在不斷的擴大,成為了宇宙中的霸主,任何物質都不能夠逃過黑洞的吞噬,只要是進入它的視界範圍,基本上就已經註定了被它吞噬,就是因為黑洞有這樣的特性,所以我們才沒有辦法直接觀測到黑洞,由於黑洞太霸道了,它在吞噬物質的過程中會形成吸積盤,所謂的吸積盤就是有天體進入它的視界範圍後
  • 人類首次拍到的那個黑洞,它的引力到底有多大?
    引言:今年天文界發生了重大的事件,該事件可以說不僅與天文界有關,與整個人類都有關,因此人們對它保持高度的關注度。這件事就是人類首次拍攝到了黑洞的照片,而且被拍攝的對象還是具有宇宙最大質量的黑洞,科學家表示它的引力超乎人類想像。
  • 科學家首次發現隱藏黑洞,對於人類未來探索宇宙有重要意義
    正是由於黑洞的引力強大到不可想像的地步,所以任何天體以及物質一旦靠近黑洞,基本都無法逃脫,最終都會被其吞噬,就是光也不例外。正是由於黑洞強大的吞噬能力,所以它無法被我們直接觀測到。既然黑洞無法被直接觀測到,那我們要如何發現它們的存在?黑洞強大的引力是它的一個優勢,同時也是它的一個弱點。
  • 在太空中立起的「天琴」,能夠幫助我們捕捉宇宙之音?
    在引力波天文學時代到來之前,人類只能夠通過電磁波等傳統手段觀測宇宙,只有圖像,沒有聲音,像看無聲電影一樣。「天琴計劃」的開啟,不僅讓我們可以傾聽宇宙的聲音,而且幫助我們收集到更多種類豐富的引力波信號。什麼是黑洞?它是如何成長的?引力波又是什麼?是誰發出的引力波,該怎麼探測?實現空間引力波探測,具體要怎麼做?「天琴」除了看到雙黑洞併合,還能發現什麼?
  • 四種作用力中最弱的引力,為何能坍縮出宇宙無敵的黑洞?
    關於黑洞一直都是一個熱門話題,從愛因斯坦在相對論中預言黑洞的存在之後,到去年人類第一次拍到黑洞照片,時隔百年,終於揭開了黑洞的真面目。黑洞是宇宙中最特殊的天體,因為它體積無限小,引力卻無限大,連光也無法逃脫。所以黑洞的事件視界內是一片漆黑。
  • 強大的引力能夠扭曲時空形成黑洞,那麼磁力呢?
    既然引力足夠強大時能夠扭曲時空形成黑洞,那麼當磁力足夠強大時,能夠產生什麼效應呢?下面就帶大家來了解磁力。什麼是磁力?兩塊磁鐵之間相互吸引、排斥的力就是磁力。當兩塊釹磁鐵吸附到一起時,憑人力是無法徒手將其分開的。上圖為釹磁鐵製品人類賴以生存的唯一家園——地球,它就擁有磁場。指南針就依賴於地球的磁場,我們才能辨識方向。在地球上,地球磁極處的磁場強度最大,不過僅有0.00007特斯拉左右。
  • 黑洞觀測到了,那麼黑洞裡面是什麼呢?星際穿越給你一種假設
    就是這張照片,這兩天引來了各大媒體,自媒體鋪天蓋地的報導,引起了大眾對黑洞,對宇宙,對未來的討論。這張照片是昨晚,也就是人類公元2019年4月10日北京時間21點整(為什麼我要強調人類呢?畢竟黑洞已經觀測到了,外星人還會遠麼?)世界天文學家召開全球新聞發布會,公布的人類史上第一張黑洞照片。
  • 中微子能夠輕鬆穿透地球,為什麼它具有如此強的穿透力?
    中微子具有極強的穿透力,除了黑洞等少數天體以外,幾乎能穿透宇宙中的任何物質,穿透地球自然也不在話下。那麼中微子為什麼具有如此強的穿透力?來自1987a超新星的證據1987年2月23日,距離地球16.3萬光年的大麥哲倫星雲中的一顆名為1987a的超新星發生了爆炸,它是近400年來天文學家觀測到的最亮的一顆超新星。
  • 天文學家觀測到一顆恆星被黑洞「拉伸成義大利麵條」
    黑洞是出了名的「貪婪」天體,可以吞噬任何遊蕩在其驚人引力附近的東西。這也不會是一個快速而整齊的死亡--因為力的強度與距離成正比,天體面對黑洞的部分受到的引力要比面對遠方的一側強得多。這樣一來,天體就會像義大利麵條一樣被拉長--因此被稱為 "義大利麵條化",儘管它在科學上被稱為潮汐破壞事件(TDE)。恆星是一種可以遭遇這種命運的天體,這些事件會被定期檢測到,作為明亮的閃光,然後在幾個月左右的時間裡消失。