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黑洞——比科幻更不可思议的天体

科普小知识2022-05-29 11:25:34
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新华社北京4月10日电“事实有时比小说更奇怪。黑洞是最真实的体现。它们比科幻作家梦想的任何东西都要奇怪。”霍金在他的最后一本书《十个问题:霍金的冥想》中写道。

时空的无底深渊,隐藏的重力陷阱...黑洞是天体物理学史上最引人注目的研究课题之一,也是许多文学作品如科幻小说和电影中常见的“人物”。

人类关注黑洞的历史可以追溯到18世纪末。在万有引力定律提出大约100年后,英国科学家约翰·米歇尔于1783年首次提出可能存在“暗星”,其引力如此之强,以至于光都无法逃脱。然而,当时天文学家并没有对此进行过多的讨论。

1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,它真正“预见”了黑洞。但事实上,就连爱因斯坦也不相信黑洞真的存在。然而,科学界确实使用广义相对论来计算宇宙中有这样的天体。

20世纪60年代,美国天体物理学家约翰·惠勒首次提出“黑洞”作为一个科学术语,它象征着黑暗和神秘。

从那以后,科学界一直在不断收获关于黑洞的研究成果。到目前为止,大多数天文学家和物理学家已经认识到黑洞的存在。

在获得第一批黑洞照片之前,2015年是黑洞研究的一个小高峰:引力波探测项目为黑洞的存在提供了清晰的证据。

科学界普遍认为黑洞是宇宙中最神秘的天体。几乎所有的质量都集中在中心的“奇点”,在它们周围形成了一个强大的引力场。在一定范围内,光也无法逃脱。这个边界被称为“事件视界”。这次发布黑洞照片的国际组织被称为“视界望远镜”项目。

根据理论计算,银河系中有数以千万计的轻恒星数量级的黑洞。天文学家认为许多星系的中心都有超大质量的黑洞。例如,超大质量椭圆星系的中心黑洞,代号M87,被认为是太阳的65亿倍。

天文学家根据质量将宇宙中的黑洞分为三类:恒星质量的黑洞(太阳质量的几十倍到几百倍)、超大质量的黑洞(太阳质量的几百万倍)和中等质量的黑洞(介于两者之间)。

虽然黑洞不能被直接观察到,但它通常被吸积盘包围,因为它的重力会将物质吸积到附近。吸积盘非常热而且明亮,这与黑洞形成了明显的对比,因此可以通过观察吸积盘来拍摄黑洞。