黑洞作爲宇宙BUG的存在,即遙遠又神秘。不過即使是這樣黑洞也被人類科學家利用智慧揪了出來,並且拍照留證。
黑洞的形成
黑洞其實是一個恒星的遺迹。想當初每一顆強大的恒星就如同古羅馬帝國一樣,質量最起碼是太陽的八倍。對宇宙中如同一盞明燈,不停的對外發出光和熱,然而原料終有用完的一天。
當一顆強大的恒星耗盡發生核聚變原料時,由于引力從內到外掌控力度不一樣,所以由內而外的核聚變程度越發寬松。內部壓力溫度最大就把氫一步步按著元素周期表聚變成了鐵。
而外部引力相對寬松,還只是氫的聚變。快要結束生命的恒星就像一個洋蔥頭一樣,而鐵元素(Fe)是核聚變的終點,因爲核聚變需要靠釋放能量來對抗引力,而Fe元素反應成在高的元素就就需要吸能了。
隨著核聚變的終結,于是抵抗引力的力量沒有了,恒星內所有物質只能被無情的碾壓,恒星不停地收縮變小。兔子急了還咬人呢,內部本身即是再不能往上升的鐵核心,而內部引力坍縮還是最嚴重的,所以內部就像被不停打氣的輪胎一樣,隨時要爆。
此刻外部也不消停,由于受到引力的作用,外部的物質也不停地往中心彙聚,對中間堅硬無比的鐵核心一頓狂轟亂炸。最終鐵核受不了了,“”嘭“”的一聲炸開了,彈開了所有鐵核外圍的物質,這就是超新星的怒火。
然而這也只是死前最後的掙紮,鐵核也堅持不住了,被引力無情的碾壓,在無法繼續升級的情況下,鐵核心中的密密麻麻的鐵原子個體,受不了這麽大的壓力,于是原子核被壓碎了。作爲負電荷的電子,少了原子核那層隔膜,迅速的跑到核內,與帶正電荷的質子結合變成了不帶電的中子,原子的結構也就沒了,變成了一堆密密麻麻排列的中子。
一般來說如果恒星質量不夠大,那麽這顆恒星演變到此時所具有的引力,無法碾壓中子,演化也就停止了。它是由中子構成的,我們管它叫做中子星,宇宙排行老二。
大于8倍太陽質量的恒星,引力也不是一般的大。中子會繼續被碾壓,繼續收縮,最後收縮成一個質量極大,體積無限小的點,這就是黑洞的核心——奇點。
有人可能會問,黑洞不是一個看著挺大的黑色洞洞嗎,怎麽會是一個點呢?其實黑色的區域叫做黑洞的視界。雖然奇點無限小,但是它依然有質量,有質量就會扭曲空間,産生引力。
在海中有一個漩渦,當小船經過時,漩渦的引力就會把它吸進去,不過如果小船加大馬力,還是可以跑出來。
黑洞的視界就如同一個漩渦,只要小船進入到這個漩渦內,即使馬力無限大,把小船驅動到光速,小船也出不來。而光速是宇宙的極限,所以任何物質只要進入到視界中,就會被奇點的引力吸進去。
視界是光的墳墓,是奇點掌握光的區域。當光無法反射出來時,我們的眼睛就接收不到黑洞內的任何信息,只是一片漆黑,也是黑洞這個名字的由來。
如果在宇宙中某個區域有個黑洞,即使遠處經過,你也發現不了它,它就像隱藏在黑暗中的殺手,你看到的區域,只是下圖的樣子。(空空如也)
吸積盤
當一顆天體太靠近它時,結果只有一個,大部分物質被它吞噬。部分物質在沒有被黑洞吞進視界之前,由于被引力不斷的撕扯,速度不斷的增加,于是具備了抗爭視界之外引力的速度,便環繞著視界旋轉,我們把外圍的這個圓盤叫做吸積盤。
于是就有了各種各樣在吸積盤襯托下的電腦模擬的黑洞,好似我們能看到黑洞了,其實還是不能。
人類拍到的第一張黑洞照片。
引力透鏡
- 引力,時空扭曲
根據愛因斯坦的《廣義相對論》,引力的現象是質量扭曲時空造成的。質量告訴時空如何彎曲,而時空告訴物體如何運動,于是有了地球圍繞太陽轉,月亮圍繞地球轉。根據科學家推測,銀河系中心一定存在一個超大黑洞,整個銀河系都在圍著它轉。
所以說宇宙是個質量爲王的世界,質量越大,時空的扭曲程度越大,曲率越大,引力也就越大。引力越大,不只是對別人,也是對自己,要對自己狠,才能成爲黑洞,成爲宇宙中的頭號的天體。
黑洞的超大質量扭曲了周圍的時空,光在視界外傳播時就會按照扭曲的時空行星,表現出來的現象就是光被“彎曲”了。于是我們看到的黑洞的周圍的信息,就如同被放大了一般,我們管這個現象叫做“引力透鏡”效應。通過引力透鏡現象的發生,我們也可以反推出黑洞的存在。
結語
黑洞並不只有一種,根據結構的不同,質量的不同,是否自轉,是否帶電荷,可以分爲好幾類。黑洞可怕的同時,也代表著無限的能量。如果未來能加以利用,也許可以造福人類。當然這還很遙遠,不過在前人與現代科學家的積累下,黑洞的面紗已經一點一點被揭開。下次我將帶領大家來次黑洞之旅,看看跳入黑洞之後,擁有不死之身的我有會什麽奇遇。