黑洞是怎麼形成的?
黑洞來自哪裡?它們是如何形成的,是什麼賦予它們如此強大的破壞力?
在我們回答這個問題之前,我們必須提出一個更基本的問題:什麼是黑洞?新澤西州普林斯頓大學的天體物理學家Neta Bahcall告訴Live Science說:「基本上,它是太空中的一個物體或一個點,其中引力太強,以至於沒有任何東西可以逃脫它。」 即使是光波也被吸入,這就是為什麼黑洞是黑色的。
這些離奇的物體就像鳳凰重生。當大質量恆星達到生命的終點時,它們融入氦氣的氫氣幾乎耗盡。因此,這些怪物恆星開始燃燒氦,將剩餘的原子融合成更重的元素,直到鐵,其融合不再提供足夠的能量來支撐恆星的外層,根據澳大利亞Swinburne科技大學的天體物理和超級計算中心。這些頂層向內坍塌,然後爆炸成一個強大而明亮的爆炸稱為超新星。
廣義相對論的愛因斯坦方程預測,如果這一遺迹有地球的太陽的大約三倍質量,剩餘恆星的強大引力將壓倒一切,它是由將被粉碎到無限小的點具有無限密度的材料,根據到NASA。已知的物理定律實際上無法處理這種令人費解的無窮大。「在某些時候,他們崩潰了,我們真的不知道會發生什麼,」巴卡爾說。[ 8種方法你可以看到愛因斯坦在現實生活中的相對論 ]
如果這個恆星遺迹是孤立的,那麼黑洞通常只會坐在那裡沒有做太多。但是如果氣體和灰塵環繞在物體周圍,那麼這種物質就會被吸入黑洞的魚肚內,當氣體和灰塵升溫時會產生明亮的光線,像水一樣沿著排水管旋轉。Bahcall說,黑洞將這種物質整合到自己的物體中,使物體生長。
如果兩個黑洞相遇,每個黑洞的強大引力將吸引另一個黑洞,它們將越來越近,彼此旋轉。他們的集體質量將撼動附近時空的結構,發出引力波。2015年,天文學家通過激光干涉引力波天文台 (LIGO)發現了這樣的引力波,此前據報道。
「這是我們第一次真正看到黑洞並確認它們存在,」Bahcall說,並補充說,結果也是對愛因斯坦預測方程的一種美妙的佐證。
據「今日宇宙報」報道 ,科學家們之前發現了黑洞的間接證據,目睹了我們銀河系中心的恆星圍繞一個巨大的不可見物體運行。Bahcall說,這種超大質量黑洞 - 它的質量可以達到太陽質量的數十億倍 - 是一個突出的問題。
研究人員認為,這些超大質量黑洞曾經小得多,在我們宇宙的早期形成了更為適中的黑洞。在宇宙學時代,這些物體吸收了氣體和塵埃,並相互融合生長,最終成為巨大的怪物。但是,這個故事的許多細節仍然模糊不清,巴卡爾說。
天文學家已經觀測到稱為類星體的物體,這些物體比數千個星系放在一起發光,並且被認為是由消耗物質的超大質量黑洞提供動力。在大爆炸之後的第一個十億年,當我們的宇宙形成時,類星體已經被人們看到了,這讓科學家們不知道如何迅速形成這樣巨大的物體,巴卡爾說。
「這真的凸顯並增加了問題的複雜性,」Bahcall說,它仍然是一個非常活躍的研究課題。
黑洞是怎樣形成的?
黑洞是宇宙的精子庫!
白洞是宇宙的子宮,卵細胞庫!
黑洞和白洞結合於蟲洞,形成受精卵!
黑洞吞噬一切的一切?
白洞吐出一切的一切?
蟲洞的魅力:
分裂一切!
克隆一切!
複製粘貼一切!!
一、黑洞能吞噬一切,那麼被黑洞吞沒的東西都去哪了?
宇宙是這個世界最為廣闊的存在,因為不論宇宙之外有什麼或者沒有什麼,我們都是永遠無法知道的。因此對我們來說也沒有意義。
既然宇宙是這個世界最為廣闊的存在,那麼也就蘊含著無窮多的奧秘,有些是我們知道的,或者說是意識到的,而有些則是我們至今為止還不曾見過或者說意識到的。當然,我們只能夠從我們已經知道或意識到的奧秘開始討論。
而在宇宙之中,已知的事物之中,最為具有神秘色彩的莫過於黑洞了,人人都對宇宙充滿了好奇,所以人人也都想弄明白黑洞是怎麼一回事。
黑洞這個名字很容易讓人產生誤會,所以我們關於黑洞的科普介紹就先從這裡開始。
首先,黑洞並不是一個洞,黑洞就如同宇宙中千千萬萬的星球一樣,是一種天體,現在普遍的認識通俗的講就是已經死亡的恆星。因為黑洞本身具有極大的質量,所以也擁有極強的引力,以至於可以將一切物體吸入,自然也包括附近的星球,所以才會得到了一個關於「洞」的名字,畢竟在我們的認知之中,只有「洞」才能夠放進東西,才能夠儲存東西。但是我們必須要明白黑洞其實並不是一個洞。這個問題先放在這裡,我們後面再說。
黑洞不僅不是一個洞,實際上它也不是黑的。為什麼這麼說呢?
我們上面說過了,黑洞由於極強的引力會吸引所有的事物,其中自然也包括光。黑洞的引力使得一切被吸入的物體都不能夠逃脫,光也絕不例外。而我們都知道,我們之所以能夠看到物質,是因為光的作用,而被黑洞所吞噬的光沒有絲毫能夠逃逸出來,那麼自然也就不能反射給我們,所以我們根本不可能看到黑洞,而對於看不到的東西,給它一個最好的形容就莫過於「黑」了。
既然無法看到黑洞,我們如何能夠證明黑洞的存在呢?
這個問題問得好,我們雖然看不見它,但是我們可以意識到它,可以通過理論推導它的存在。
當然,只是進行理論推導是缺乏事實證據的,所以我們也並非完全不能夠看到黑洞的存在。簡單來講吧,我們可以將黑洞分為兩個部分,一部分是黑洞內部,一部分是黑洞外部。
任何物質一旦被吸入黑洞內部,就無法逃逸而出,光也是如此,所以我們無法看到黑洞的內部,但是我們卻可以看到黑洞的外部,比如垂直於黑洞噴射而出的粒子流就是黑洞存在的最好證明。因為黑洞外部可見,內部不可見,所以黑洞內外部的分界線就被我們稱之為視界。
現在,我們來回答最後一個問題,被黑洞所吞噬的東西到底去了哪裡呢?
是消失了嗎?
當然不是,它們沒有消失,它們也沒有去往什麼流言中所說的另一個宇宙時空,它們只是在黑洞的內部而已。
但是這些物質永遠無法從黑洞中出來,所以我們再也見不到它們了,我們就感覺它們好像消失了。當然,這種理論是通過描述宏觀世界的廣義相對論而得出的。
而當代的理論物理學家霍金從描述微觀世界的量子力學的角度給出了一種新的可能性,有些粒子可能會以輻射的方式從黑洞內部逃逸出來,當然,這與它們進入黑洞之前的形態已經發生了翻天覆地的變化。這種理論也被稱之為「霍金輻射」。
當然,對於黑洞,人類還有很多需要探索和了解的地方,你覺得被黑洞所吞噬的物質是否還能夠以某種方式逃逸出來呢?
光被困在黑洞中,x射線和電磁輻射也被困在黑洞中,以及任何宇宙信號,我們能用什麼觀察?
很難知道黑洞的另一邊發生了什麼,因為沒有任何信息可以穿越視界。公認的理論是,每個黑洞的中心附近都有一個「奇點」——或者說密度——一個達到無窮大的點。
換句話說,所有的質量都包含在零體積中。至於黑洞內的物質發生了什麼,我們只能運用我們的想像力,而科學家們已經考慮過每一種可能的情況。
任何穿過視界的質量都會向內加速向奇點運動。當物質接近它,它將經歷巨大的潮汐壓力。由於奇點包含著巨大的質量,並且密度無限大,離奇點較近的物體的末端所受的引力將明顯大於背向奇點的一端。這將表現為質量逐漸增加的拉伸,就類似於麵條。
所以,最終那些進入黑洞的東西都消失了。
目前還沒有關於黑洞內部在發生什麼的理論,只有假設。
人們認為,進入黑洞的物質會被擠壓成中心的一個小點,稱為「奇點」。科學家們相信,沒有任何東西能在進入黑洞後能夠存活下來。有些理論甚至認為黑洞就是「蟲洞」,是通往其他宇宙的門戶。
二、怎麼才能看得到黑洞?
黑洞是太空最怪的物體之一,首先它不是一個洞,其次它也不是真空,它其實是在狹小的空間里塞滿了許多物質,科學家認為太空某些地方形成黑洞,是因為在那些地方,重力將大量的物質一起壓垮,使密度達到極高,一種不可思議的狀態。
在極大星系的中央位置,是有可能出現這種情形的第一個地方,另外巨大恆星將結束它短暫耀眼的一生,在這個過程中收縮,坍塌產生的極大重力將物資壓垮。
就如同地球上的萬有引力一樣,黑洞對周圍的物質也有拉力,但是黑洞是物質如此密集質量又大的一種物體,這種重力拉扯力是非常強大的,所以就連光都不能逃離他的手掌心,這也是為什麼「黑」的原因,看起來就像一個黑色的洞。
那怎麼才能看到黑洞呢?
想直接看到黑洞是不可能的,不過我們卻能看到黑洞對周圍附近空間所產生的影響,比如在它周圍的一些氣體,塵埃啦,當然同樣也會掉進盆子形狀的黑洞漩渦里,原子氣體會在黑洞附近旋轉,這個速度非常快,快到它們會加熱並且釋放出X射線,甚至是高能量的光。
藉由探尋這些正在卷進黑洞中高熱的物質,天文學家們就可以找到黑洞的位置,然後對黑洞的屬性進一步的研究,會針對物體在太空中的運動做一些研究,然後由此可知有沒有黑洞正在影響它們的運動。
星星附近要是有黑洞的話,它的運動就會變的很奇怪,目前在幾個大型星系的中央位置都發現了有黑洞,還有雙星系統中也有黑洞。
為了了解什麼是黑洞,讓我們先從太陽這樣的恆星談起.
我們知道,太陽的直徑為1,392,000公里,它的質
量為地質質量的330,000倍.在這樣大的質量、從表 面到中心的距離這樣長的情況下,位於太陽表面的任何東西 。所受到的引力大約相當於地球表面引力的28倍.
任何一顆普通的恆星都會由於下述兩種因素的相互平衡 而保持其通常的大小.其中一個因素是恆星中心有非常高的 溫度,因而會使恆星的物質經常處於膨脹的狀態.
另一個因 素就是它本身具有很大的引力,從而會使恆星的物質傾向於 收縮而擠壓在一起.
但是在恆星生存期的某一階段,其內部溫度將會降低,這樣一來,引力將會成為一個主導的因素,結果,這顆恆星 就會開始坍縮,在這個過程中,恆星內部物質的原子結構會 遭到破壞.這樣一來,原子將不復存在,替代它的將是一個 個電子、質子和中子.這顆恆星將會坍縮到這樣一種程度,
這時電子的相互排斥力將使該恆星不能夠再進一步坍縮.
這顆恆星於是就成為一顆「白矮星」.像太陽這樣的恆 星一旦坍縮成為一顆白矮星,它的全部物質將被擠壓成為一 個直徑只有大約16,000公里的球體,它的表面引力將 變成地球表面引力的210,000倍(因為它的質量雖然 沒有變,但是從表面到中心的距離則大大縮短了).
在某些條件下,引力將變得如此之大,甚至能戰勝電子 之間的排斥力.結果,這顆恆星將會再度坍縮,並迫使其全 部電子和質子彼此結合為中子,這樣一來,這顆恆星將一直 收縮到所有的中子都彼此接觸為止.到了這一步,這個中子 結構物又將會抵制進一步的坍縮,這顆星於是成為一顆中子 星.這樣的中子星將把太陽的全部質量壓縮在一個直徑只有 16公里的球體內.結果,它的表面引力將是地球引力的 210,000,000,000倍.
在某些條件下,引力甚至能進一步戰勝中子結構的抗拒.
這時候,再也沒有任何東西能夠抵抗得住它的進一步坍縮了.
結果,這顆恆星就會坍縮到體積等於零,而它的表面引力就 會無限地增大.
根據相對論,一顆恆星所發射出來的光,當它克服該恆 星的引力場而向外射出的時候,將會失去一定的能量.引力 場越大,所失去的能量也越大.這一點已經由科學工作者經 過天文觀測和實驗室實驗得到證實.
由太陽這樣的普通恆星發射出的光,它失去的能量是很 有限的.由白矮星發射出的光會失去較多的能量;由中子星 發射出的光會失去比這更多的能量.當這顆中子星進一步坍 縮時,就會出現這樣一種情況:從它的表面向外射出的光將 會失去它的全部能量,從而根本不可能逃逸出去.
一個比中子星坍縮得更厲害的天體,它的引力場將是如 此之強,以致任何靠近它的東西都將被它所捕獲,並且再也 不能從它裡面逃逸出去.這就如同被捕獲的物體落進一個無 底洞的情況一樣.而且,正如上面所說,甚至連光也不能逃
逸出去,因此,這個坍縮了的天體將是黑的.正因為它既像 個無底洞,而且又是黑的,所以天文學家就把它叫做「黑洞」.
天文學家目前正在宇宙的各個角落尋找可證明確有這種 黑洞存在的證據。
三、白洞吐出一切嗎?
上面說到,黑洞可以吞噬宇宙中的一切物質。那麼在宇宙中,有沒有能吐出一切的天體存在呢?
根據我們人類科學家們的研究,可能會有這樣的天體存在,也就是白洞。白洞確實和黑洞的能力是相反的,是能吐出一切的,也可以說是反向的黑洞。黑洞將這個宇宙中的物質全部吸收進去,那麼白洞就是將另外一個宇宙,或者是時空中的物質給吐出來。要是我們能發現一個白洞,我們就可以看見這個宇宙的物質的來源。
1.白洞的工作原理,
從本質上來說,是沒有什麼差別的,它也是靠著強大的引力來工作的。只不過他是把宇宙中的物質吸收到自己的身邊,然後再吐到另外一個時空中去的。在那個宇宙中,它是黑洞,而在我們這個宇宙中,它就是一個在不停吐東西的天體。所以白洞是不會吸收任何的能量的,它只會提供能量和物質。如果是同一時空,幾乎就是把黑洞反過來的樣子。
根據我們現在的科學研究,我們知道大部分的黑洞,是由大質量恆星的坍塌收縮所形成的。可是關於白洞的形成原因,我們人類還沒有一個確定的說法。於是有很多的科學家猜測,類星體的中心,可能就是一個白洞。還有的科學家認為,白洞可能從宇宙大爆炸開始起,就已經存在了。不過這些都是猜測,不過白洞是肯定存在的。就像黑洞在剛剛提出來的時候,也被非常多的人認為是不可能存在的。所以我們要持續的研究下去,說不定未來的哪一天,我們人類就解開了白洞的秘密,我們人類的文明都會上升一個等級。
黑洞內的超高壓力、超高溫度,壓碎、燒散所有物質的組織,先是電子無法再繞原子核旋轉,然後原子核也被分解,當黑洞里只剩最基本的粒子的時候;就是黑洞虛空消失的時候;密度最大的時候;體積最小的時候;溫度最高的時候;也是壓力最大的時候……物極必反,當黑洞的引力控制不住向外熱脹力之時,轟!一聲巨響,黑洞一瞬間就變成了白洞。黑洞可吞噬能被它吸攏的一切物質、天體,白洞向外猛烈噴射出溫度極高的各種射線、氣體、液體……當白洞的溫度、壓力不足以支持它繼續噴射物質、能量時,便維持現狀繼續演化。
2.白洞---一種與黑洞擁有完全相反性質的天體。
據科學家表示,目前尚未有證據或觀測能證明白洞存在,目前還僅是一種理論模型,而按照這種假想模型,黑洞的引力使得光也無法逃脫,而白洞和黑洞是完全相反的(連光也會被排斥掉),黑洞吸收的物質會通過白洞釋放,就這樣無限循環,生生不息,但是這僅僅是人類的臆測罷了。
白洞只是另一個奇點,目前為止還沒有發現,只是宇宙大爆炸前僅存在的一種推測而已。
3.白洞會吐出黑洞吸收的所有物質 連接這兩者的通道是蟲洞!
目前,科學家對黑洞的研究也只是處於探索階段,沒有人可以證明吸入黑洞的物質是否會直接消失,如果我們的地球被黑洞吞噬了,那麼我們會到何處,是另一個宇宙還是真正的結束?
有科學家指出,黑洞並不是如死胡同般的存在,它只是宇宙物質的入口,或許就存在另一個出口,而這個出口卻很有可能就是科學家所說的白洞,白洞是與黑洞相反的洞,在白洞的世界裡一切與黑洞相反,就連時間也是相反。
如果說黑洞像一個引力漩渦,那麼白洞就如同噴泉,當物質被吸引到黑洞時,吸盤質量會逐漸變大,待到物質超負荷時白洞就會將黑洞吸入的物質吐出來,科學家也表示被黑洞吸入的物質最終都會被白洞吐出來,不過白洞只是天文學上的名次而已,目前並沒有天文學家真正找到它。
白洞是科學家們在愛因斯坦相對論的基礎上提出的假象物質,如果白洞是真實存在的,那麼它又如何與黑洞相連接,這就又引出一個神秘物質,即「蟲洞」。
蟲洞是連接著不同時空的隧道,透過它就可以實現人們口中的時間旅行,科學家們由此猜想表示,白洞所吐出的物質或許到達了黑洞外的另一宇宙,也就是和我們現在宇宙相反的平行宇宙。
在那個世界中可能存在與我們這個宇宙完全相反的物質,這也意味著在那裡可能會有另外一個你,只是性格或者經歷與現實中的你完全不同。當然,這些現在也都是猜測,更多的秘密真相也等待著人們不斷的去探索。
黑洞和白洞結婚的結果是什麼?
你們展示一下你們的想像力!
分享出來吧!
推薦閱讀:
※黑洞吃東西的速度能有多快?三分之一光速!!!
※如果你把手伸進黑洞會發生什麼?
※黑洞讓視覺中國的圖像圖片版權火了
※理論上,一個大的宇宙黑洞能不能吃掉一個小的黑洞?
※凝視深淵:人類史上第一張黑洞照片正式公布!再次證明愛因斯坦是正確的