黑洞会吞噬星系,这个说法不知道有人听说过吗?

在宇宙中,黑洞一直都是一个神秘的存在,它不像其他天体那样可以直接观测,只能用间接的方式(恒星或者星际云气团在宇宙中绕行的轨迹)算出它的位置和质量,并且其的密度和 引力 都相当大,可以吞噬一切。

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爱因斯坦 曾经提出的广义相对论中,有关于引力产生的观点,认为宇宙中存在的物质会将时空压弯,出现“引力波”。而时空弯曲现象的曲线弧度大小差异正是由物质质量来决定的,万有引力正是时空弯曲的具体表现。

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天文学家 发现黑洞和 中子星 发生了超越世纪性的“大会面”,只是黑洞有些太不客气,直接“吃掉了”中子星,并产生了引力波。这又进一步证明了相对论的正确性。

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时空弯曲和万有引力

牛顿根据物质运动规律提出“万有引力”的观点,认为所有物质本身都具有引力,并且引力大小和物质质量挂钩(F=GMm/r)

具体的原理就是指任何物质都有引力,只存在引力大小的分别。质量大的物体引力越大,所以引力小的物质会被引力大的物质所影响并向其靠近,就有了所谓的“坠落”,比如苹果落地。

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宇宙速度就是这么算出来的,根据不同天体的质量大小计算其引力作用,可以计算出卫星绕行速度(地球卫星)、脱离速度(睁开地球引力的宇宙飞船)和逃逸速度(逃离太阳引力的人造天体)。

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在牛顿的“万有引力”基础之上,爱因斯坦将引力的来源提出了假设,认为是天体的质量造成了时空扰动,将质量小的天体引到了自己周围,而小的天体之所以没有直接奔向质量大的天体,也是因为产生一定平衡的质量差。他将这种情况解释为“时空弯曲”效应。

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同样的,天体的质量越大,时空弯曲的程度也就越大,所体现出来的“引力”也就越明显。

个人为了方便理解,认为时空弯曲差异可以看作是一个大人共和小朋友玩蹦床,质量大的大人在蹦床上运动的时候所形成的凹陷大于小朋友运动时所形成的,两个人一起运动的时候,小朋友就会向大人所造成的凹陷移动,而这个蹦床上的凹陷就类似于时空弯曲。那这个跟“黑洞”又有什么关系呢?

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黑洞

黑洞(Black Hole)是现代广义相对论中存在于宇宙空间中的一种天体。引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。故而,“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。

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“黑洞”这个名称最早并不是来源于爱因斯坦,他只是在自己的广义相对论中提出了一个大致的概念性理论。

在这里我们可以做一个简单阐述,当一颗恒星的寿命走向尽头之际产生崩溃,将会向自己的中心靠拢塌缩,成为一个密度极大的天体。同时,其也压缩了本身内部的时间和空间,并且这个塌缩的过程会因为本身重力质量而一直持续下去,最后形成可以吞噬附近一切物质(包括光)的“不可思议的天体”。后来根据这个的理论,美国的物理学家惠勒将其命名为“黑洞”。

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这个天体因为自身的质量相当庞大,本身在时空弯曲的影响程度上就已经非常明显,再加上不断吞噬塌缩的加大自己的质量和密度,其引起的时空弯曲程度更甚,产生的引力也就更大。只是在早期,人们一直没有检测到引力波的存在。

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中子星

中子星(neutron star)是除黑洞外密度最大的星体。是恒星末期重力崩溃后因为自身的质量没有达到可以形成黑洞的标准,于是只能在生命终结时塌缩成一种介于白矮星和黑洞之间的星体。

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如果说黑洞引起的时空弯曲率已经超过了光速,那么中子星的逃逸速度也还只有光速的一半。也就是说,无论中子星怎么使劲儿跑,最后还是逃不过黑洞的吞噬。真·宇宙版·“它逃、它追,它插翅难飞”。

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直到近年,天文学家在《天体物理学杂志快报》上表明了在宇宙中新的发现,他们第一次观测到了黑洞吞噬中子星而出现的引力波震撼,爱因斯坦的黑洞理论再一次被验证。具体是怎么样的呢?

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吞噬

天文学家根据引力波探测器发现了强烈的引力波信号,刚开始,他们只观测到引力波的信号是来源于9亿光年之外的宇宙深处,证明这次“碰撞”已经过去了9亿年。而后又在10天过后再一次观测到了比前一次再远1亿光年的同样的引力波信号。

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根据后期的观测,天文学家企图在这个位置发现天体碰撞后产生的电磁信号的踪迹,最后却失望而归。

这就说明此次引力波的产生并不是寻常的“碰撞”,而是被“吞噬”。也就是说,黑洞将中子星拉到了自己的引力范围,或者说是中子星没能逃出黑洞的引力被“吃掉了”。

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因此在吞噬的过程中产生了强大的引力波动,而黑洞和中子星的质量又都相当庞大,就像是两个高手对战,周围的空气都会被牵动,这股引力波就传递到了数亿光年之外的地球。

这两次中子星撞击黑洞事件刚好填补了科学界对黑洞观测方面的空白领域,能够帮助人类研究宇宙天体形成和灭亡。

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天体之间的碰撞事件所体现出来的是物理知识真的挺强的。突然就觉得,远在数百年之前,爱因斯坦在没有观测结果时提出的相对论观点真的挺神奇?观点多有不足之处,欢迎各位读者一起讨论。