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黑洞吞噬的东西去哪了,它不会发光,是怎么发现的?
黑洞可以说是宇宙中最为神秘的天体之一,爱因斯坦的广义相对论很早就预言了黑洞的存在。这种天体有别于其他天体,它们自身不会发光,而且还会把光以及其他物质都吞噬掉,从而导致它们无法通过电磁波手段直接观测到。
那么,黑洞的里面究竟是怎样的呢?掉进黑洞的东西都去哪里了?宇宙中的黑洞是怎么产生的?天文学家又是如何确认黑洞的存在?
由于黑洞内部被事件视界阻挡,我们无法看到黑洞本身,也无法看到黑洞的内部。目前,对于黑洞的了解都是基于广义相对论。广义相对论是一种描述引力的理论,比牛顿的万有引力定律有着更广的适用范围,可以描述强引力场中的引力现象。
爱因斯坦把引力解释成几何效应。他认为空间本身是平坦的,但如果在其中放入质量体,就会导致空间发生弯曲。质量体在弯曲空间中沿着测地线运动,从而表现出各种引力现象。质量越大,空间曲率越大,引力作用就越强。
在极端的情况下,空间曲率大到极致,使得包括光在内的任何东西一旦进入这片空间中就无法逃脱,这样的天体就是黑洞。由此可见,黑洞没有实体表面,而且表面的逃逸速度是光速。
物体和光进入黑洞内部之后,将会一直掉向黑洞的中心——奇点。黑洞没有实体部分,所有的质量都集中在一个体积无穷小的奇点中。最终,进入黑洞中的所有东西都会掉进奇点,这会增加黑洞的质量,使得黑洞的范围变得越来越大。
在宇宙中,最为常见的黑洞应该是恒星级黑洞,它们是由大质量恒星通过引力坍缩作用而产生的。正常情况下,恒星通过核聚变反应产生的辐射压与自身的重力是平衡的。一旦恒星的能量耗尽,辐射压不足以对抗重力,就会出现引力坍缩现象。大质量恒星会把核心挤压成黑洞,其质量下限估计为太阳的3倍质量。
根据广义相对论,对于最小的恒星级黑洞,其半径仅为8.85公里。如果把地球压缩成黑洞,其半径只有8.9毫米。正因为经过强烈的引力坍缩作用,黑洞才会产生极端的引力效应。
除了恒星级黑洞之外,在包含银河系在内的大多数星系中心,都还会存在一个质量超过太阳10万倍的超大质量黑洞。位于银心的超大质量黑洞拥有430万个太阳质量,而质量最大的超大质量黑洞高达太阳的660亿倍。这些黑洞可能是由恒星级黑洞不断吞噬物质产生,也有可能是由大质量分子云直接坍缩而成。
长久以来,天文学家早已通过各种间接方式确认黑洞的存在。而在2019年,天文学家甚至还首次捕获到了黑洞的照片。既然黑洞不可见,黑洞照片又是如何得来的呢?
对于星系中心的超大质量黑洞,它们强大的引力会把周围的各种星云和天体吸引过来。当物质掉落黑洞时,它们之间的摩擦作用会发出光,从而在黑洞周围形成一个可见的吸积盘。只要拍摄到黑洞的吸积盘,就能映衬出中心的黑洞。
黑洞吞噬的东西去哪了:它在不停的吞噬,能量是怎么补充的?
存在的一种天体,它具有密度无限大、温度无限高、时空曲率无限大等特点,它有着强大的吸力,可以吞噬任何靠近它的东西,包括了恒星、行星和其他物质,甚至就连光也难逃脱他的“手掌”。
因为黑洞的特殊性,所以人们用肉眼无法看到黑洞,世界上也没有一件仪器能够观测到它,所以被称之为“宇宙中最神秘的天体”。有人问,既然黑洞能够吞噬一切物体,那么黑洞吞噬的东西去哪了?就算是人,东西吃多了,身体也会变胖,为什么黑洞吞噬东西之后,并没有变化呢?
对此科学家也进行过研究,他们注意到虽然黑洞用仪器看不到,但黑洞吞噬的过程却可以观察到。科学家发现黑洞在吞噬星球时,会将星球撕裂、像拉面条一样拉长,将星球上的物质变成基本粒子,然后被黑洞吸收。
所以一些科学家猜测,黑洞的区域应该还有一个“白洞”,黑洞是专门吸收物质和能量的,而白洞则会将这些东西喷射出来,黑洞不停的吞噬物体,而白洞不停的喷射物质,所以黑洞虽然不停的吞噬物质,但是并没有发生变化,但这只是一种猜测,因为到目前为止还没有发现“白洞”蛛丝马迹。
英国著名的天体物理学家霍金在生前认为,黑洞它可能是一个时空通道,通过它可以达到另外一个空间,所以被吸入黑洞后并不会死亡,而是会进入另一个平行宇宙,所以所谓的黑洞“吞噬”物质,其实就是黑洞利用其巨大的引力,将物质传送到了另外一个空间,但是也没有直接证据证明。
至于黑洞吞噬的东西到底去哪了?目前都是科学家们的猜测,因为目前人类的认知和科技水平,只能了解宇宙的极小的一部分,所以这个问题的答案,只能够等到未来的科技水平更加发达的时候,才能够给出准确的答案。