宇宙六大极品黑洞

发表于:2015-03-19 11:23 [只看楼主] [划词开启]

一 、什么是黑洞




几十年以前,科学家们根据爱因斯坦广义相对论的理论形容,预言了一种叫做“黑洞”(black hole的天体。黑洞是一种非常奇怪的天体。它的体积很小,而密度却极大,每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。假如从黑洞上取来小粒米那样大小一块物质,就得用几万艘万吨轮船一齐拖才能拖得动它。如果使太阳变成一个黑洞,那么它的半径就将收缩至不到3000米。因为黑洞的密度大,引力极其强大,黑洞内部所有的物质,包括速度最快的光都逃脱不掉它巨大的引力。不仅如此,它还能把周围的光和其他物质吸引过来。黑洞就像一个无底洞,任何东西到了它那儿,就不用想再“爬”出来了。给它命名为“黑洞”是再形象不过了。

其实,历史上第一个意识到一个致密天体密度可以大到连光都无法逃逸的人是英国地理学家John Michell。他在1783年写给亨利·卡文迪什一封信中提出这个想法的,他认为一个和太阳同等质量的天体,如果半径只有3公里,那么这个天体是不可见的,因为光无法逃离天体表面。
1796年,法国物理学家拉普拉斯曾预言:“一个质量如250个太阳,而直径为地球的发光恒星,由于其引力的作用,将不允许任何光线离开它。由于这个原因,宇宙中最大的发光天体,却不会被我们看见”。拉普拉斯依据牛顿万有引力定律,光由星体表面逃逸至无穷远得。
现代物理中的黑洞理论建立在广义相对论的基础上。由于黑洞中的光无法逃逸,所以我们无法直接观测到黑洞。然而,可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。比如说,恒星在被吸入黑洞时会在黑洞周围形成吸积气盘,盘中气体剧烈摩擦,强烈发热,而发出X射线。借由对这类X射线的观测,可以间接发现黑洞并对之进行研究。迄今为止,黑洞的存在已被天文学界和物理学界的绝大多数研究者所认同,天文界并不时提出于宇宙中观测发现到已存在的黑洞。

黑洞是天文物理史上,最引人注目的题材之一,在科幻小说、电影甚至报章媒体经常可见将黑洞作为素材。迄今为止,黑洞的存在已被天文学界和物理学界的绝大多数研究者所认同,天文界并不时提出于宇宙中观测发现到已存在的黑洞。下面,我们就来历数一下各个“黑洞中的战斗洞”。


二 、六大代表性黑洞

1. 最年轻的黑洞
SN 1979c 超新星 31 年前爆炸产生的残骸构成了迄今已知宇宙中最年轻的黑洞。这个超新星位于距地球大概 5000 万光年远的 M100 星系,1979 年被一位业余天文爱好者发现。那颗在 1979 年爆发的恒星正处于形成黑洞的理论质量限额(即相当于太阳质量的 20 倍左右)的边缘。超新星爆炸以后,残留的物质或是形成黑洞,或是变成密度极高的中子星。
美宇航局天文学家 11 月 16 日宣布,“钱德拉”天文望远镜的最新观测似乎倾向于这个超新星最终形成了黑洞。随着物质坠入黑洞,它被加热至数百万度,释放出 X 射线。如果原为 SN 1979c 超新星的物体是中子星,它释放的 X 射线的亮度会随时间逐渐暗淡,如果它是黑洞,X 射线几乎与以前一样明亮,因为黑洞在不断吞噬新物质。
最新观测结果显示,SN1979c 在 1995 年至 2007 年释放的 X 射线的亮度始终如一,所以,这个物体是黑洞的概率绝对更大——虽然它仍有可能是一颗高速旋转的中子星,不断喷发剧烈的高能粒子风。

2. 最近的黑洞
距离地球最近的黑洞在 2.4 万光年以外。作为名为 V4641 Sagitarii 的双星系统成员,这个黑洞正在慢慢吞噬一颗常见的伴星。当它在 1999 年喷射狂暴的 X 射线时,无意中泄露了自己的藏身之地。最初,天文学家以为这个双星系统距地球只有 1600 光年远,但在 2001 年的后续观测中,他们才发现它其实距地球 2.4 万光年之遥。

3.距离地球最远的黑洞 

位于 600 万光年远的 NGC 300 星系。这个星系发现于 2010 年 1 月,也是第一个被发现潜伏在银河系所属“本星系群”外面的黑洞。与距离地球最近的黑洞一样,这个最远的黑洞也在蚕食一颗常见的伴星,它还是迄今测量的重量最大的恒星级黑洞之一。处于星系中央位置的黑洞的质量最终能膨胀到相当于太阳质量的数十亿倍,不过,预示着恒星生命周期终结的黑洞质量仅仅是太阳质量的 20 倍。根据科学家目前掌握的资料,他们迄今只发现了三个质量相当于 15 个太阳的黑洞。

4. 最大的黑洞
宇宙中质量最大的黑洞相当于太阳质量的 180 亿倍,是此前记录保持者的 6 倍,堪比一个小星系的质量。这个庞然大物位于距地球 35 亿光年远的 OJ287 类星体。天文学家在 2008 年通过观察受这个更大黑洞引力场吸引的更小黑洞(这个黑洞本身的质量相当于 1 亿个太阳)的轨道,测量了它的质量。

5. 最小的黑洞
宇宙中最轻、最小的黑洞仅相当于太阳质量的 3.8 倍,跨度仅为 15 英里(约合 24 公里),刚刚超过纽约曼哈顿岛的长度。虽然个头不大,但这个名为 XTE J1650-500 的黑洞仍然是破坏活动的发动机。与其他许多黑洞一样,XTE J1650-500 通过从伴星“窃取”气体令自己升温,释放出 X 射线,泄露了行踪。这些 X 射线的强度会根据黑洞的质量有所不同。通过观测这些细微的变化,天文学家可以对黑洞展开测量

6. 最快的黑洞
如果形成黑洞的恒星正在快速旋转,那么这个黑洞也会跟着快速旋转。相比静止不动的黑洞,不停旋转的黑洞可以更为紧密地控制住周围的物质圆盘。迄今旋转速度最快的黑洞名为 GRS 1915+105,以每秒 1000 圈的速度旋转。这几乎是黑洞旋转速度在理论上的最大限额。这一数据是通过计算恒星在崩溃前的旋转速度算出来的。



三、拓展资料:

百度百科“黑洞”词条:http://baike.baidu.com/view/863.htm
维基百科“黑洞”词条:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%BB%91%E6%B4%9E
互动百科“黑洞”词条:http://www.hudong.com/wiki/%E9%BB%91%E6%B4%9E
新浪科技时代“黑洞”专题:http://tech.sina.com.cn/d/focus/BlackHoles/
凤凰百科“黑洞”词条:http://app.tech.ifeng.com/baike/index.php?name=%E9%BB%91%E6%B4%9E
搜搜百科“黑洞之谜”词条:http://baike.soso.com/v2027149.htm


最后编辑于:2015-03-20 10:53

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