黑洞是否真正存在?
有什么證據(jù)能證明黑洞確實存在?近日，英國駐華大使館文化教育處在北京古觀象臺組織了一次有關(guān)黑洞奇妙的科技咖啡館活動 。在這個中國歷史的天文觀測場所，英國杜倫大學天文學系主任馬丁?伍德教授提出一個大膽的預測：“通過外宇宙天文望遠鏡的觀察和一系列測量，我們觀測到，在銀河系中有20多個不發(fā)光物體的質(zhì)量都超過恒星質(zhì)量的3倍，所以，我們推斷銀河系中存在20多個黑洞 ?！?br />
2000年以來，伍德曾歷任歐洲空間局天文工作組主席、英國研究委員會科學協(xié)會主席、英國皇家天文協(xié)會副主席等職 。他在黑洞、銀河系外宇宙島和太陽的形成等研究領域頗有建樹，曾發(fā)表或合作發(fā)表論文300余篇 。
形成黑洞有兩種方式
一是質(zhì)量非常大的太陽爆炸后產(chǎn)生黑洞，二是兩個中子星合并后形成黑洞 。基本上可以認為有兩種不同類型的黑洞，一類是質(zhì)量相當于恒星質(zhì)量3～50倍的小黑洞，另一類是質(zhì)量相當于恒星質(zhì)量100萬～10萬億倍的大黑洞 。
“黑洞就像極限運動一樣，在這些極限運動中，運動員的能力和體能被挑戰(zhàn)到最頂點，而在黑洞的形成過程中，物理現(xiàn)象已經(jīng)到達了極限 ?！蔽榈抡f，當光線遇到黑洞的時候會發(fā)生彎曲，這種彎曲的角度取決于黑洞質(zhì)量的大小，黑洞質(zhì)量相當大時，甚至能把光線全部汲取 。
要想脫離黑洞的吸引力，就必須至少具有光的速度，這也是為何黑洞是黑色的真相 ?！斑@樣，我們就面臨一個問題，如果黑洞本身是黑色的或者是黑暗的，而我們整個宇宙也是黑暗的，我們?nèi)绾螛幼C明、如何樣知道這些黑洞是否存在?我們的答案是，必須依賴于在黑洞周圍所發(fā)生的一些現(xiàn)象或者物質(zhì)，而不是黑洞本身 ?！彼f 。
一般物質(zhì)靠近黑洞會變得非常熱
伍德說，當一般太陽的物質(zhì)，也就是一些氣體不斷靠近黑洞時，黑洞就會變得非常熱，并發(fā)射出X射線，科學家就是通過探究這些黑洞周圍發(fā)射出來的X射線來觀測黑洞的存在 。“但是，只是探測黑洞周圍的X射線是不夠的，這只能幫助我們測量黑洞的質(zhì)量到底有多少 。但是當一顆一般太陽經(jīng)過黑洞周圍時，菜葉網(wǎng)，就會擋住黑洞發(fā)射出來的X射線 。通過這樣的觀測，我們還可以發(fā)現(xiàn)黑洞的軌道 ?！彼f，通過這些辦法，可以測量黑洞的質(zhì)量，如果其質(zhì)量超過恒星的3倍，就可以證明那個地方存在一個黑洞 。
伍德運用這些方法來測量銀河系核心部分的太陽軌跡，通過同樣的方式計算銀河系核心可能是黑洞的部分的質(zhì)量 。最終他認為，在銀河系的核心部分存在一個黑洞，其質(zhì)量達到恒星質(zhì)量的200萬到300萬倍 。
“我們相信在整個宇宙中也存在類似的黑洞 。很可能在時間起點的地方，就存在著黑洞，這個黑洞就好像整個宇宙的種子，形成我們各個不同的宇宙島，也決定著這些宇宙島以一種什么樣的方式來演化 ?！蔽榈抡f 。
伍德認為，按照目前所知，如果用最簡單的語句來說明宇宙是什么，興許可以得到這樣的答案：宇宙的75%由一種黑色的能量構(gòu)成，另外25%由黑色的物質(zhì)構(gòu)成 。物質(zhì)中惟獨非常小的一部分是我們看到的一般物質(zhì);換言之，整個宇宙差不多有97%的部分是由我們所不了解的物質(zhì)構(gòu)成的 。
“我鼓舞在座的各位年輕人，希翼你們以后從事物理學或者天文學方面的研究，繼續(xù)探究我們的宇宙到底是什么 。黑洞對我們來說如此主要，我們要了解為何有現(xiàn)在，必須追溯到時間的起點 。就像中國歷史哲學家所說，如果我們要預知未來，就必須研究我們的過去 ?！蔽榈伦罱K說 。
宇宙中最大黑洞質(zhì)量為恒星的180億倍
據(jù)國外媒體報道，芬蘭科學家日前發(fā)現(xiàn)了宇宙中最大的黑洞，它的質(zhì)量為恒星的180億倍，大小相當于整個銀河系 。在它的旁邊有一個質(zhì)量略小的黑洞，科學家通過測量小黑洞的軌道，用較強的重力場作用現(xiàn)象證實了愛因斯坦的相對論 。
這個宇宙最大黑洞是此前天文學家所記錄最大黑洞的6倍，它距離地球35億光年，形成在OJ287類星體的中心位置 。據(jù)悉，類星體是一種非常璀璨的星體，這種星體在持續(xù)螺旋進入一個大型黑洞后釋放出大量輻射線 。
這黑洞旁邊較小黑洞的質(zhì)量為恒星的1億倍，它圍繞著較大的黑洞以橢圓形軌道運轉(zhuǎn)著，運行周期為12年 。兩個黑洞距離很近，小黑洞圍繞一段時間后可與大黑洞周邊物質(zhì)發(fā)生擠壓碰撞，而每次碰撞都會讓OJ287類星體驀地變得璀璨 。
根據(jù)愛因斯坦的相對論猜測，小黑洞運行時自身也會旋轉(zhuǎn)，這將產(chǎn)生引力，這樣兩個黑洞的距離將越來越近 。這種類似現(xiàn)象也存在于恒星與水星之間，只是水星軌道的作用不是很明顯 。對于OJ287類星體而言，較大黑洞的重力場是如此之大，以致小黑洞的運行軌道浮現(xiàn)了令人難以相信的39度傾斜，當小黑洞碰撞大黑洞的周邊物質(zhì)時，這種旋進作用就會發(fā)生改變 。
芬蘭圖爾拉天文臺由莫里?瓦爾頓恩領導的天文研究小組記錄下了這兩個黑洞因碰撞所產(chǎn)生的12次光亮，并結(jié)合小黑洞的圍繞軌道周期，測量出了小黑洞的運動等級比率，并由此推算較大的黑洞的質(zhì)量大概是恒星的180億倍 。
【銀河系中最大的黑洞是什么 據(jù)估計銀河系里應該有100萬個恒星級黑洞】黑洞究竟能有多大呢?美國德克薩斯州大學克雷格?惠勒表示，黑洞的大小取決于它環(huán)繞的物質(zhì)區(qū)域的長度，以及黑洞為了生長吞噬宇宙物質(zhì)的速度，從理論上來看黑洞的大小是沒有上限的 。
瓦爾頓根據(jù)相對論猜測，兩個黑洞曾經(jīng)在2007年9月13日發(fā)生過爆發(fā)現(xiàn)象，如果軌道沒有正常衰退，在此后的20天又會發(fā)生一次爆發(fā)現(xiàn)象 。他強調(diào)指出，在未來1萬年里OJ287類星體內(nèi)的這兩個黑洞將發(fā)生合并 ?；堇辗Q，黑洞璀璨爆發(fā)現(xiàn)象與相對論觀點相符合，事實上愛因斯坦的理論告訴了我們未來它將會發(fā)生什么 。
黑洞周圍物質(zhì)都成“炸面圈”狀
據(jù)美國宇宙網(wǎng)報道，當你看到這張時，請你不要產(chǎn)生食欲，因為圖中呈現(xiàn)的炸面圈是宇宙物質(zhì)在黑洞周圍形成的 。目前，科學家最新研究證實，無論黑洞質(zhì)量的大小，環(huán)繞黑洞周圍的宇宙物質(zhì)都將形成一個炸面圈的形狀 。
最新研究顯示每個黑洞周圍物質(zhì)都成“炸面圈”狀
黑洞本身是不可見的，但是天文學家們通過黑洞周圍的其他宇宙物質(zhì)受影響程度而探測到黑洞的存在，這些宇宙物質(zhì)受小型球體空間中產(chǎn)生的很大重力影響 。當宇宙物質(zhì)朝向黑洞以光速抵達并被加熱時，從黑洞區(qū)域噴射出的強輻射線將馬上圍繞在黑洞周圍 。
美國國家古代博物館天體物理學家巴里-麥克柯南(Barry McKernan)說：“這將是一個非常零亂和結(jié)構(gòu)復雜的環(huán)境，但是宇宙物質(zhì)落入黑洞范圍內(nèi)都會呈現(xiàn)出相同的‘炸面圈’形狀，無論黑洞的質(zhì)量大小 ?！?br />
麥克柯南和同事們分析了245個活躍宇宙島核心，在宇宙島核心位置存在著超大質(zhì)量黑洞 。這些黑洞吞噬著落入的氣體，并噴射強大的放射線束，照射著數(shù)十億顆太陽 。這些黑洞的質(zhì)量非常大，是恒星質(zhì)量的100萬至1億倍之間 。
研究人員特殊測量了環(huán)繞在黑洞周圍的X射線和紅外線，并測試了這兩種放射線之間的關(guān)系 。他們發(fā)現(xiàn)X射線可能來自于接近黑洞的酷熱物質(zhì)，紅外線可能來自于距離黑洞更遙遠的溫暖宇宙物質(zhì) 。
通過對照黑洞附近的X射線和紅外線的比例，麥克柯南和他的同事們直接描繪出宇宙物質(zhì)怎么分布在黑洞周圍 。最后他們得出結(jié)論：無論黑洞的質(zhì)量大小，圍繞在黑洞周圍的宇宙物質(zhì)都會在黑洞中心位置形成一個炸面圈的形狀 。同時，通過該研究科學家也證實了黑洞的真實存在 。
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