黑洞撕裂恒星瞬间
本文摘要:黑洞撕裂恒星瞬间天文学家罕见地捕捉到了一颗恒星在被一个超大水平黑洞撕裂之前垂死的最后时刻。发生在2.15亿光年以外的Eridanus星座的一个螺旋星系中,被叫做潮汐撕裂事件的现象

黑洞撕裂恒星瞬间

天文学家罕见地捕捉到了一颗恒星在被一个超大水平黑洞撕裂之前垂死的最后时刻。

发生在2.15亿光年以外的Eridanus星座的一个螺旋星系中,被叫做潮汐撕裂事件的现象比以往任何记录都更接近地球,这可能为已知发生的更神秘的天文事件之一提供新的线索。

此类事件发生在一个星球太接近一个黑洞,被极端黑洞的引力撕碎的时候,被叫做“意大利面化”(spaghettification)——由于恒星物质产生的碎片拉伸成长的、相对较薄的线。

当这部分线中的一些被吸入黑洞时,释放出的难以置信的能量会产生发光的耀斑,使地球上的观测者可以探测到它的地方。

英国科学家在2019年进行了为期6个月的调查,并在周一发表在《皇家天文掌握月刊》上的一项新研究中描述了这一过程。

通过用紫外线、光学和X射线数据,他们可以绘制出黑洞喷射出的碎片的路径,并确定其相对水平和速度。

科学家是怎么样观测到黑洞的

理论上黑洞是不能直接被“看”到的。

黑洞与其他致密星相比非常重要的特点就是它d的施瓦西半径(视界半径) 要大于表面半径 ,因为任何辐射都不可能从黑洞的视界半径内辐射出来(包括光)。

虽然黑洞没办法直接观测,但可以借由间接方法得知其存在与水平,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出和γ射线的“边缘讯息”,可以获得黑洞存在的讯息。推断出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹获得地方与水平。

黑洞是如何形成的

黑洞的形成:是由水平足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩产生的。

黑洞的产生过程像中子星的产生过程:某一个恒星在筹备灭亡,核心在自己重力有哪些用途下飞速地缩短,塌陷,发生强力爆炸。当核心中所有些物质都变成中子时缩短过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。

但在黑洞状况下,因为恒星核心的水平大到使缩短过程无休止地进行下去,连中子间的排斥力也没办法阻挡。中子本身在挤压引力自己的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。因为高水平而产生的引力,使得任何挨近它的物体都会被它吸进来。

黑洞会自己消失吗?消失后会剩下什么?

上去世纪70年代以前,科学家一直以为黑洞就是一个只吃不拉的貔貅,霍金改变了大家的这个看法。霍金创造性的将量子力学与广义相对论结合起来对黑洞进行研究发现,黑洞会蒸发水平。

因为海森堡不确定性原理(量子不可以同时确定它的地方和速度,这两个量的不确定性的积需要大于等于约化普朗克常量的一半),绝对的真空是不可能存在的(由于没任何物质也是同时确定了地方和速度)。所以,它会随机的产生很多粒子-反粒子对,产生的同时又湮灭了。在宏观上来看,并没水平产生。

但假如这对粒子出目前黑洞视界(黑洞视界:黑洞周围光不可以逃逸出黑洞的一个最大的半径构成的球面,视界及以内都算着是黑洞)的表面,其中一个粒子可能会被黑洞吞噬。如此,另一个粒子就会被提高为有水平的粒子并逃逸向远方。因为能量守恒定律,水平是不可能无缘无故的产生,所以,逃逸向远方的粒子水平事实上是黑洞赋予的(吞噬入黑洞内部的虚粒子消耗了黑洞的水平),这就是霍金辐射。

霍金辐射十分的微弱,一个只有太阳水平的黑洞表面的温度都只有60纳开,远低于2.7开的宇宙背景辐射,所以,只须宇宙没冷却到低于60纳开的温度,它的水平就不会由于霍金辐射而减小,反而会吞噬掉宇宙背景辐射的能量从而增加水平。这致使了一个太阳水平的黑洞蒸发就需要10∧58年来蒸发0.0000001%的水平。但黑洞越小,表面温度越高,霍金辐射就越强烈。比如:有月球水平大小的黑洞表面温度与宇宙背景辐射差不多,所以它不会变大也不会变小;一个量子黑洞的温度可以高达上千万度,在它产生的瞬间就被蒸发完了,所以也不必担忧粒子对撞机撞出的量子黑洞会吞噬地球。同时,这就是一些水平较小的太初黑洞消失是什么原因。

被霍金辐射蒸发完的黑洞不会形成什么天体,就好似水被太阳烤干一样,什么都不会剩下。依据宇宙终结理论之一的热寂说,超大水平的黑洞的蒸发完毕也就意味宇宙的终结~差不多要10∧90年。所以,不需要担忧,人类应该在这之前早就灭绝了。

有关资讯:2020年诺贝尔物理学奖:关于黑洞的发现

瑞典皇家科学院已决定将2020年诺贝尔物理学奖的一半奖励给英国牛津大学的罗杰·彭罗斯(Roger Penrose),“由于发现黑洞形成是对广义相对论的有力预测”,并且另一半与德国Garching的马克斯普朗克外星物理研究所的Reinhard Genzel与美国伯克利的加利福尼亚大学与美国洛杉矶的加利福尼亚大学的Andrea Ghez一块,“目的是在大家的银河系。”

黑洞和银河系最黑暗的秘密

三位获奖者因发现了宇宙中最奇特的现象之一黑洞而获得了今年的诺贝尔物理学奖。罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)表明,相对论的通常理论致使了黑洞的形成。莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·格兹(Andrea Ghez)发现,一个隐形且极重的物体控制着大家银河系中心恒星的轨道。超大水平黑洞是现在唯一已知的讲解。

罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)用巧妙的数学办法证明黑洞是阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)广义相对论的直接结果。爱因斯坦本人并不觉得黑洞确实存在,这部分超重的怪物会捕获进入它们的所有物体。没什么可以逃脱,甚至没光。

在1965年1月,即爱因斯坦过世十年后,罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)证明黑洞确实可以形成并详细描述;在他们的心脏,黑洞隐藏着一个奇异之处,所有已知的自然规律都在其中停止了。自爱因斯坦以来,他开创性的文章仍被视为对广义相对论的非常重要贡献。

莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·格兹(Andrea Ghez)各自领导着一组天文学家,自1990年代初以来,他们一直专注于银河系中心一个名为射手座A *的地区。最接近银河系中部的最亮恒星的轨道已经以更高的精度绘制了地图。这两组的测量结果一致,都发现了一个很重的,看不见的物体,它拉动恒星的混乱,使它们以眩晕的速度奔波。在低于大家的太阳系的地区中,大约有四百万个太阳水平聚集在一块。

Genzel和Ghez用世界上最大的望远镜,开发出办法来察看星际气体和尘埃的巨大云层,直至银河系的中心。他们扩展了技术的极限,健全了新技术,以补偿地球大方层导致的变形,制造独特的仪器,并致力于长期研究。他们的开创性工作为大家提供了迄今为止最让人信服的证据,表明银河系中心有一个超大水平的黑洞。

“今年的获奖者的发现为紧凑和超水平物体的研究开辟了新天地。但这部分奇特的物体仍然提出了很多问题,这部分问题乞求答案并激起了将来的研究。不止是关于其内部结构的问题,而且还有关于怎么样以测试大家在黑洞附近极端条件下的引力理论。”诺贝尔物理学委员会主席戴维·哈维兰德说。

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