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天文紀錄片《黑洞啓示錄》:這裏有對黑洞最全面、最深度的研究

2020 年 1 月 10 日 拨纸燃灯

如果你對黑洞感到好奇,如果你想了解有關黑洞的一切,看這部紀錄片就夠了。

這部接近兩個小時的紀錄片,不但能滿足你對黑洞的探索欲,更能讓你對宇宙的認知歎爲觀止。

天文紀錄片《黑洞啓示錄》:這裏有對黑洞最全面、最深度的研究

第一個被發現的黑洞是如何被證實的

當你仰望天空,會覺得宇宙是如此平和,但這並不是事實,只是因爲人眼所能觀察到的頻率是如此狹窄,實際上太空非常混亂。

在科學家首次探測到來自宇宙中的高能x射線時,他們非常困惑,這些能量到底是從何而來?它們總有個源頭吧。

經過研究,他們很快就鎖定了一個區域,並將之命名爲天鵝座X-1。

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通過對天鵝座X-1的軌迹分析,科學家斷定這是一個雙星系統,但奇怪的是,在天文望遠鏡的視野中,只有一顆恒星,也就是說第2顆星是不可見的。

經過計算,這顆不可見的星體的質量是太陽的6倍,于是這位科學家便大膽預測,這可能是一個黑洞,但是依舊沒有人能夠肯定。

幾年後,霍金站了出來,和這位科學家打賭,聲稱天鵝座X-1不是黑洞。

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那麽,到底該如何確定這個星體是否是黑洞呢?最直接的判斷標准就是——質量。

所以,只要能准確計算出這個星體的質量,就能判斷它到底是不是黑洞。

開普勒定律就可以計算出天體的質量,但前提是要知道它的距離。

所以問題又變成了如何測量一個星體的距離。

在這裏,天文學家用了視差法,但是由于距離過于遙遠,角落過于細小,無法用任何望遠鏡進行測量。

不過這顯然難不倒他們,天文學家同時使用分布在全球的10架望遠鏡,然後在電腦裏合成出直徑爲地球大小的一架望遠鏡,終于測量出了天鵝座X-1的距離爲6000光年。

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通過這個距離的計算得出,天鵝座X-1的真實質量爲太陽的15倍。

于是它就光榮的成爲了人類所發現的第一個黑洞,霍金也愉快地認輸了。

黑洞是如何誕生的

理論上說,任何物體被壓縮得足夠小,都能形成黑洞,相當于密度無限大,在空間中無限下沉。

但是一般的物體是沒有條件成爲黑洞的,因爲沒有足夠的力來壓縮它們,在茫茫可見宇宙中,貌似只有恒星有可能最終坍縮爲黑洞,且質量越大,成爲黑洞的可能性越高。

像太陽這種程度的小恒星,很難,所以如果我們周邊産生了一個黑洞,那太陽系也無法逃脫被吞噬的命運。

但是囿于宇宙本身的規則,恒星的大小終究是有上限的,它們也不可能成爲現今發現的那些質量是太陽10億倍以上的超大質量黑洞,那麽這些古老的超大質量黑洞是如何産生的呢?答案是星雲。

天文紀錄片《黑洞啓示錄》:這裏有對黑洞最全面、最深度的研究

一大片星雲在不斷的向心旋轉下持續壓縮凝聚,最終便有成長爲超大質量黑洞的可能。不過除此之外,科學家又發現了另一種情況。

黑洞可以相互融合

一束來自十幾億年前的引力波,讓科學家清晰地了解了這一過程:兩個大質量的黑洞在接近中相互旋轉,最後碰撞在一起,雙雙毀滅,但卻制造了一個更大的黑洞,同時釋放出巨量的能量,這一能量相當于宇宙中所有恒星不到一秒的時間內輸出能量總和的50倍,這也是人類目前發現的宇宙中最強大的爆炸。

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黑洞是維持宇宙存在不可或缺的結構

星系是宇宙的基石,超大質量黑洞是星系的基石,我們銀河系的中心就是一個超大質量的黑洞,它的存在維持著整個星系的運轉,而星系中還存在數不清的小型黑洞 正是在它們的共同作用下,宇宙才有了今天這個樣子。

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歡迎關注我,將持續爲你帶來更多優秀的紀錄片。

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