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宇宙黑洞的圖片唯美高清

發布時間:2023-01-05 18:43:39

A. 宇宙中的黑洞是如何形成的,它到底是個什麼樣的存在

宇宙中的黑洞是如何形成的?它到底是個什麼樣的存在?

答;宇宙中的天體有能夠發光的,有不會發光的,還有一種為現代人們用眼睛根本無法看見的暗物質或者說是神秘的天體,無論是什麼物體只要接近這個天體,便會馬上消失的無影無蹤;這就是目前地球上的天文學家們正在 探索 研究的「黑洞」。

天文學家根據愛因斯坦的廣義相對論,對黑洞存在的條件和形成的原因進行了許多 探索 ,還是沒有得出真正的原因,仍然是世界上的未解之謎。

不過天文學家們,伴隨空間站與宇宙飛船、探測器等,對解開宇宙神秘面紗正在進行中;他們認為;宇宙之間的物質,它們並不總是固定在一個位置那裡。通過測量星系的運動,天文學家發現宇宙正在膨脹。空間本身變得越來越大。從膨脹的速度來看,天文學家認為一切始於大約150億年前,當時我們可見的宇宙集中在一個點上。在被稱為「大爆炸」的巨大能量爆發中,我們的宇宙誕生並開始膨脹。

一開始,宇宙是難以想像的熱,主要是能量。當宇宙膨脹時,宇宙冷卻下來。物質以氫和氦的形式產生。大爆炸發生後一億年,巨大的氣體雲開始;宇宙超過100億光年橫跨銀河系,大約10萬光年橫跨OOA宇宙的規模。這些圖片中的每一張都要比前一張大很多倍。

由星系組成的處女座星系團。這些星系距離我們大約5000萬光年遠。處女座星系團是離包括銀河系在內的星系群最近的星系群之一。在重力的作用下。第一批恆星是以團簇的形式形成的,如大星系或小星系。聚集在一起形成更大的星系。天文學家可以通過觀察遙遠的星系來了解很久以前在宇宙中發生的事情。即使以每秒30000公里的速度飛行,它們的光也要花上數十億年的時間才能到達。這意味著,我們看到它們是因為它們年復一年地變白;回溯時間。就好像我們在看358個太陽系,包括彗星雲,直徑約為0.1光年。

黑洞的形成都還在 探索 中,根本沒有辦法知道黑洞存在的形式。

以上為個人觀點僅供參考 娛樂 。

知足常樂2019.3.26日於上海

謝謝你的邀請!

我認為宇宙中沒有黑洞,有的只是會運動的磁場!為什麼呢?自己去想想便知道。

謝友的邀請!

黑洞 是根據愛因斯坦的廣義相對論推論出的存在於宇宙中的一種神秘天體。說起來,黑洞的結構很簡單,由一個點——密度趨於無窮大的 奇點 和一個邊界—— 事件視界 構成。

奇點使周圍時空極度扭曲,產生超強引力場,以至於在事件視界以內連光也無法逃脫。也就是說,事件視界內的一切都是無法被看見的。

科學家認為,宇宙中的黑洞主要分為四類:

微型黑洞 ,又被稱為量子黑洞,宇宙大爆炸之初可能產生了大量微型黑洞。

恆星級黑洞 ,是最常見的一類黑洞,大質量恆星演化至生命末期,在超新星爆發後留下的緻密內核就可能是一個黑洞。據哈佛-史密森天體物理中心估算,銀河系中至少存在數億個恆星級黑洞。

中等質量黑洞 ,是理論中存在的,質量大約為太陽100-10萬倍的黑洞。目前為止,科學家還尚未在宇宙中真正確定中等質量黑洞的存在(只發現一些潛在對象)。

超大質量黑洞 ,存在於大多數星系中心,是黑洞中的重量級選手,質量可達太陽的上百萬甚至上百億倍。比如,我們銀河系中心的超大質量黑洞被命名為人馬座 A*,質量約為太陽的400萬倍。

不過,黑洞是無法被直接觀測到的,只能通過間接的方式進行研究。最常見的是,黑洞在吞噬物質時會在事件視界外圍形成一個 吸積盤 ,爆發出的驚人能量會把周圍物質加熱到超高溫,在各個波段上產生明亮閃光。

再者,科學家還可以藉助黑洞產生的 引力效應 獲取其位置和質量的信息。

另外, 引力波 的成功探測也為研究黑洞提供了新途徑。科學家已經多次探測到由雙黑洞的碰撞與合並產生的引力波。要知道,這些由黑洞盪起的時空漣漪攜帶著的是最保真的信息。

最為令人興奮的是,科學家們精心策劃了 事件視界望遠鏡(EHT) 項目,對 銀河系中心黑洞人馬座 A* 進行了為期10天的觀測,預計將在今年(2018年)創建出人類史上第一張黑洞的照片。

到時,我們將對黑洞有更進一步的了解。

黑洞的研究 歷史

黑洞,起初是推算出來的一個神秘天體,最早提出黑洞問題的不是一個物理學家,而是英國地理學家約翰·米歇爾(John Michell),他在乾隆四十八年,也就是1783年提出:如果一顆天體擁有與太陽同等質量,且該天體直徑只有約3千米,那麼此天體表面的引力是十分巨大的,大到連宇宙最快的光子也無法逃脫其表面。 除此之外,法國物理學家拉普拉斯曾在1796年預言:「如果一顆天體質量約為太陽的250倍,直徑和地球相當,那麼這個天體表面的引力將變得非常大,連光也不能逃脫。」

之後科學家們普遍認為宇宙中存在這么一種「可怕」的天體,任何物質包括宇宙中最快的光也逃脫不了黑洞的引力,只要靠近它就會瞬間化為烏有。2019年4月,人類首次通過照片知道了黑洞的模樣確認了黑洞是真實存在的。

為什麼叫做黑洞呢?

因為由於黑洞的體積很小且質量巨大,造成引力巨大,光也逃脫不了黑洞,所以人類的眼睛只能看到是一個黑色的圓形狀圖形,所以將其比作一個永遠漆黑得洞。 當然從愛因斯坦的廣義相對論來理解,由於質量巨大的物體會造成它周圍的時空彎曲,質量越大,時空彎曲的曲率越大。

黑洞是如何形成的?

宇宙中有數以萬億計的恆星,這些恆星並不是「長生不老」的,也會有它的壽命,就拿我們太陽系來說,太陽大概的壽命是100多億年,而目前大概是50億年左右,可以說是正處在壯年。

根據理論,恆星的死亡是恆星上的粒子開始像更重的物質進行轉變,直到鐵元素。如果一顆恆星的核心質量大於等於3.2倍太陽質量時,那麼再也沒有什麼能量(斥力)可以抵抗自身的重力了,重力便開始向中心無限的坍縮。

恆星坍縮後就會發生超新星爆發,就會發生引力擠壓,物質中的質子,中子等粒子被擠壓到很小很小,就像珠穆朗瑪峰被擠壓成只有一個砂礫那麼大。當然一顆太陽這么大的恆星是不足以形成黑洞的,一般為超過太陽的大質量恆星。

當然黑洞質量到達一個極限值時,這個臨界值就是史瓦西半徑。嚴格的講是一個球狀對稱、不自轉且不帶電荷的物體重力場值,一個特定質量的物體被壓縮到該值時,自身的重力可以無束縛的壓縮至奇點。 理論上,太陽的史瓦西半徑約為3千米,地球的史瓦西半徑只有約9毫米。一顆大於等於3.2倍太陽質量的天體,如果壓縮至它的史瓦西半徑內,那麼它就形成黑洞了。

黑洞的形成

黑洞其實和中子星,白矮星一樣都是恆星演化的產物,唯一不同的是它們是不同質量恆星演化的產物,其中黑洞是超大質量恆星演化的產物。

具體來說是這樣的,我們都知道恆星本身是會燃燒的,就好像爐子一樣,只不過爐子燒的是煤或者木炭,而恆星燒的是 原子核

剛步入主序星時期的恆星,都是燒氫原子核的,這種燃燒的方式叫做 核聚變 。這是因為恆星的質量都特別大,引力會使得恆星中心的溫度特別大(可以理解成擠壓出來的結果),就拿太陽來說,核心的溫度可以達到1500萬度,而質量越大,引力也就越大,核心的溫度就可以達到更大的溫度,這我們下文會提到。

由於恆星內核溫度特別高,使得恆星是成等離子體的,意思是,電子和原子核是在當中呈現游離態的,而不是構成原子的狀態,就像一鍋粒子粥一樣。

所以,這當中的反應並不是原子和原子之間進行反應,而是原子核和原子核之間進行核反應。而宇宙中70%都是氫原子,剩餘的是氦原子(這是由於大爆炸導致的,其中氫和氦是原子序數第一和第二的兩個元素),只有不到1%是其他的元素。

而氫的核反應條件要遠比氦要求低,因此氫原子核作為燃料的核聚變會最先被點燃,而核反應的爐渣其實就是氦,整個過程就是四個氫原子核通過核聚變產生氦-4。

內核的氫燒完之後,如果是紅矮星,那反應就停止了,因為紅矮星通過自身引力收縮迫使內核溫度達到氦核反應的條件。而質量大一點的恆星,比如:太陽,就可以通過收縮內核,使得條件達到氦核聚變的條件,然後 原來的爐渣變成了燃料開始核聚變,氦核反應會生成碳原子核和氧原子核,這就好像換了檔一樣。

當氦燒完之後,就會剩下一堆爐渣:碳原子核、氧原子核。而又會有一批的恆星停留在這個階段,而質量更大恆星還能夠繼續收縮內核,迫使碳發生核聚變反應。不過,超大質量的恆星就不只是這樣的了,它們不僅能迫使碳反應,還能迫使碳之後的硅反應,一路一直核反應,直到鐵原子核的出現。

之前的恆星的核反應主要在核心進行,而此時的超大質量恆星卻是一個奇葩,由於內核溫度特別高,導致每一層都在發生核聚變,最外層是氫核聚變,最內核是鐵原子核。但是鐵其實是比結合能最大的元素,意思是說鐵很難發生核反應,最大的差別就在於前面的核聚變其實都是在釋放能量,而鐵原子核的核反應需要吸收能量。

整個過程大概就是 光子進入到鐵原子核內,直接擊碎鐵原子核,然後質子和電子相遇後會生成中子和中微子,就會發生II型超新星爆發。

此時會出現兩種情況,第一種是 恆星的內核在引力的作用下,中子聚合成了一個中子星。

而中子星說白了就是引力和中子簡並壓力達到了平衡。這是由於泡利不相容原理導致的結果,這理論簡單來說就是中子不可以處於兩種相同的狀態,它們應該按照規矩好好排排坐。

但是還有一種情況就是恆星內核的質量質量超過3倍太陽的質量(這也被稱為奧本海默極限),那麼它就不會停留在中子星的狀態,因為中子的簡並壓力都無法抵抗引力,繼續向下壓縮,按照理論應該可能會出現誇剋星,也就是誇克的簡並壓力和引力達到平衡,但事實上,我們並沒有觀測到誇剋星的存在。因此,我們可以認為,此刻內核就會變成一個黑洞。

所以, 到底能不能形成黑洞,首先恆星的質量至少要達到8倍以上的太陽質量,是一個特大質量的恆星。並且在演化過程當中,發生II型超新星爆炸後,內核的質量要超過奧本海默極限,那麼內核就會在引力的作用下形成一個黑洞。

黑洞是什麼樣子的?

實際上,黑洞最有名應該是它能把光都吸走。按照目前主流的引力理論,也就是廣義相對論,引力的本質是時空的彎曲。

就拿太陽來說,由於太陽的質量巨大,它壓彎了時空,而地球就沿著時空的測地線(也就是時空的「直線」)運動。(我們從二維的角度來看)

那黑洞也能彎曲時空,只不過它對時空的完全遠遠超過太陽。這樣的彎曲程度,導致光經過附近時,如果沿著測地線運動就會掉入到黑洞當中。

如果要用牛頓理論來理解,其實就黑洞的第二宇宙速度遠遠大於光速,導致光沒有拜託黑洞的引力,只能掉入黑洞。而光速已經是宇宙中物質、信息、能量的極限速度,因此,物質遭遇黑洞時,基本上都會往裡掉。

對於黑洞是如何形成的話題,我看了大家的回答真的有點坐不住了,對於此題我來談談個人的看法,希望能帶給大家新的啟示。我認為,黑洞是宇宙的自然天體,是客觀存在的宇宙之網,是包裹著無盡恆星系邊緣的外圍空間,是宇宙無盡恆星系邊緣與邊緣之間同向自轉運動的緩沖帶。為什麼會這樣說呢?因為:

宇宙是由無盡數量的恆星系所構成無窮無盡的自然天體,恆星系是宇宙物質運動的單元單位,是組成無盡宇宙空間的無限細胞。在宇宙之中,每個恆星系都是一個個獨立性的物質周期循環運動的實體,都是像一個個「泡泡"一樣呈圓形的狀態,每個恆星系之中的恆星,是主宰星系的主體,並依靠自身的燃燒和磁場來釋放與控制著本星系的物質周期循環運動和變化,恆星磁場有多大,該星系占宇宙空間就有多大。每個恆星系的邊緣,從同性磁場的角度來看,都是磁性的同性現象,因而,恆星系與恆星系邊緣之間都是處於同性物理現象,同性相斥的物理現象就會自然產生。這樣,宇宙無盡數量恆星系的邊緣與邊緣之間就自然會形成沒有恆星的光和熱到達的自然天體,它是包裹著宇宙所有恆星系的外圍空間,形成了宇宙之網之暗物質和暗能量專屬運行的自然現象,能對宇宙所有恆星系的物質周期循環運動起到緩沖和平衡的功能作用,共同來支撐著無邊無際宇宙的恆存。




非常感謝「金兔王豫生」大哥的信任和邀請。

人類目前還沒有能力直接觀測到黑洞(也許永遠也不會有這個能力),但是一些間接證據還是有的,所以關於黑洞的一切只能是根據理論做的推測。我分下面兩個思路分別回答您的問題:一、黑洞概念的提出,包括關於黑洞猜想的 歷史 發展、形成黑洞的基本條件;二、黑洞的一些性質,包括視界內和視界之外。

黑洞概念的提出

最早提出黑洞這種東西的是拉普拉斯和米歇爾,1796?年,他們從萬有引力原理猜測,如果一個恆星質量很大,那麼他們發出的光會被自己的引力拉住,我們就看不見他們。1939年,奧本海默等人從廣義相對論出發預言了暗星存在,1967年,美國物理學家惠勒建議暗星應該稱為黑洞。

黑洞的形成主要是由引力塌縮導致,它是恆星演化的一個階段。如果有一個足夠大的恆星,在塌縮過之後的剩餘質量大於奧本海默極限(3倍太陽質量)的情況下,就能繼續塌縮形成黑洞。很多天體物理學家都認為宇宙中是存在黑洞的,類星體和星系的核心部分可能存在黑洞。

黑洞的性質

我們聽得最多的關於黑洞的名詞就是視界、史瓦西半徑這些。簡單說,史瓦西半徑是史瓦西利用廣義相對論計算了一個理想黑洞的半徑(絕對的球對稱黑洞,這種當然是不存在的)但是他的計算也是有意義的,因為他預言了在黑洞周圍存在著一個零超曲面和事件視界,這個視界就是黑洞和我們宇宙的分界面或者叫膜。在事件視界之外物理規律跟我們現在的宇宙一樣,但是越靠近視界,引力越大,時間和空間在視界面的位置發生正交旋轉。啥意思呢,就是我們在外面測量到的黑洞視界的半徑,在黑洞內部變成了時間軸,時間空間變換了。

黑洞有毛。毛就是信息,黑洞能向外傳遞的是總質量、總動量和總電荷。黑洞雖然引力很大,但是黑洞也是有兩種輻射形式的,1、自發輻射;2、霍金輻射(熱輻射)。所以我們是有機會利用這些黑洞的性質探測到黑洞存在的。

希望上面的信心能對「金兔王豫生」大哥有幫助。

黑洞可以打破一切物理定律,黑洞擁有超大的質量,黑洞具有不可思議的超強引力,如果突然出現在太陽系,它會秒殺吞噬地球,甚至整個太陽系也不在話下。

大家好!我是「宇宙窺探者」,遨遊星辰大海,破解宇宙奧秘!為更好地理解黑洞有多重 密度有多大,以及黑洞誕生之謎。我們今天來拿地球作比較,來 從太空中看地球,地球平均直徑1.3萬公里(12742公里),地球質量60萬億億噸,現在把地球按黑洞的標准進行壓縮,一直壓 一直壓到它緊緊地擠在一起,達到原子都崩潰的程度,壓破原子核的外層空曠區域,到地球的直徑被壓到只有5厘米時,它的密度就和黑洞密度相當了,也就是僅相當於只有高爾夫球大小,但卻擁有地球一樣的60萬億億噸的質量,以及同樣大的引力。

這是什麼概念,就是像高爾夫球大小的黑洞,就是可以把像月球那樣直徑3476千米,距離地球38萬公里的星體,用引力將其栓住而繞其公轉。

黑洞是怎麼產生的?到底是什麼才能造就如此東西,體積如此之小 密度卻如此之大,引力產生的威力又是如此之超強。宇宙中不存在什麼外部的神仙上帝,可以用手或是打氣筒來壓縮,創造一個嶄新的黑洞,黑洞在宇宙中形成的唯一方式途徑,就是引力本身。

宇宙中只有一種地方,可以產生如此強大的引力,那就是超級大的恆星內部,比太陽重10倍的大恆星,當它們消亡時 自身的引力就會把它們壓碎,引發猛烈的爆炸 形成超新星,當更加巨大的恆星消亡時,即太陽質量100倍以上的超級恆星消亡時,它們的自身引力也是太陽的100倍以上,當這樣的超級恆星消亡時,會引發宇宙中更劇烈的爆炸,超超星爆發,由此留下的內核,就意味著一顆新的黑洞誕生了。

相關內容觀看視頻:了解黑洞誕生之謎,如果把地球壓縮成黑洞,能有多大,能有多緊密

在宇宙中如果有黑洞出現,就是說我們的這個太陽照不到的地方,宇宙中其他的太陽也照不到才會出現黑洞。那地方沒有任何生命,不用擔心了。

B. 宇宙黑洞的圖片

按照理論,由於光都會掉進黑洞中,准確地說是沒有黑洞的照片的

一般可以根據其周圍的物質看出哪裡可能有黑洞

(不過黑洞有黑洞輻射,黑洞不黑)

C. 宇宙黑洞是什麼它真的存在嗎

宇宙黑洞存在
宇宙黑洞:
斯皮策太空望遠鏡捕捉到的宇宙中隱藏黑洞的圖片,其中黃色亮點表示一個內含「類星體」黑洞的遙遠星系,它的外圍被一層宇宙氣體塵埃緊密環繞。
新浪科技訊 近日國際天文學家通過美國宇航局斯皮策太空望遠鏡的一項最新觀測結果,在宇宙中某一狹窄區域范圍內,首次同時發現了多達21處卻一直深度隱藏著的宇宙「類星體」黑洞群。
這一重大發現第一次從正面證實了多年來天文學領域有關宇宙中有數目眾多的隱身黑洞廣泛存在的推測。充分的證據使人們相信,在浩瀚的宇宙中,的確充滿著各種各樣未被發現的巨大引力源泉--"類星體"黑洞群體。有關該項最新發現的詳細內容,研究人員已撰文正式刊登在了2005年8月4日出版的《自然》雜志中。
「深藏不露」的類星體
我們知道在現實中的宇宙黑洞,由於其巨大的引力作用,連光線都被緊密吸引束縛,因而無法被人們直接觀測發現。為確定黑洞天體存在的證據,天文學家通過研究發現,在黑洞周圍的物質行為具有其特定行為:在黑洞周圍的宇宙空間中,氣體物質具有超高的溫度,並且在被黑洞強大引力場吸引劇烈加速後,這些物質在徹底消失之前均會被提升到接近光速。而當氣體物質被黑洞徹底吞噬後,整個過程都會釋放出大量的X-射線。通常正是這些逃逸出來的X-射線,顯示出此處有黑洞確實存在的跡象。這便是以往人們發現黑洞的最直接證據。
而另一方面,在一些格外活躍的超大型宇宙黑洞周圍,由於其對周邊物質劇烈的吸引和吞噬行為,還會在黑洞星體外圍產生一層厚重的宇宙氣體和塵埃雲層,這便進一步增大了對黑洞體附近區域的觀測難度,阻礙了天文學家對這些超大黑洞存在的發現工作。天文學上將這些極度活躍的黑洞定義為"類星體"。普通情況下,一 個類星體平均一年總共吞噬的物質質量,相當於1000個中等恆星質量的總和。一般情況下,這些類星體距離太陽系都非常遙遠,當我們觀測到他們時已經是億萬年以後的現在,這說明此類黑洞的活動出現在宇宙誕生初期。科學家推定,這種黑洞正是在成長壯大中的宇宙星系前身,所以將其命名為"類星體"。
到目前為止,只有為數不多的幾個"類星體"黑洞被發現,在浩瀚的宇宙深處,是否還有數量眾多的其它類星體存在,仍有待人們進一步去發現,而天文學家在該領域的研究工作則完全依靠對宇宙內部X-射線的全面觀測研究來予以證實。
「充滿」了黑洞的宇宙
近日,來自英國牛津大學的阿里耶-馬丁內茲-聖辛格教授在介紹其首次對宇宙間隱藏黑洞的發現時說,"從以往對宇宙X-射線的觀察研究中,本希望能找到宇宙中大量隱藏類星體存在的證據,但結果確都不盡如人意,令人失望。"而近日根據美國宇航局NASA的斯皮策太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)的最新觀察結果,天文學家則成功穿透了遮蔽類星體黑洞的外圍宇宙塵埃雲層,捕捉到了其中一直暗藏不露的內部黑洞體。由於斯皮策太空望遠鏡能夠有效收集能穿透宇宙塵埃層的紅外光線,使得研究人員順利地在一個非常狹窄的宇宙空間區域內,同時發現了數量多達21個早已存在卻又"隱藏不露"的類星體黑洞群。
來自美國加州理工大學斯皮策科學中心的研究小組成員馬克-雷斯在接受媒體訪問時同時也表示,「如果我們拋開此次發現的21個宇宙類星體黑洞,放眼宇宙中的其它任何區域,我們完全可以大膽預測,必將有數量眾多隱藏著的黑洞將會被陸續發現。這意味著,一如我們原先推測的那樣,在不為人知的宇宙深處,一定有數量眾多、質量超大的黑洞巨無霸,正藉助著星際塵埃的隱蔽,在暗地裡不斷發展壯大著。」

宇宙黑洞包括物理黑洞和暗能量黑洞兩種。物理黑洞有巨大的質量,但暗能量黑洞只有巨大的暗能量而沒有巨大的質量。目前每個星系中心的黑洞都是暗能量黑洞。暗能量黑洞的引力與它內部的暗能量和它的旋轉速度的乘積成正比,與它的體積成反比。

1.宇宙黑洞的研究現狀

天文學家通過長期觀測發現,在宇宙中有一些引力非常大卻又看不到任何天體的區域,稱之為黑洞。黑洞是位居宇宙空間和時間構造中的一些深不見底的類似井狀的東西,具有極大的吸引力,包括光在內的任何物體都無法逃脫被吸入的命運。這就使得人們對於黑洞的研究變得異常困難:它既不向外散發能量,也不表現出任何形式的能量,人們根本無法看到它。因此,人們對於黑洞的研究就象是對一種看不見的東西進行研究。

科學家們認為,黑洞由一顆或多顆天體坍縮形成,當一顆質量相當大的星體核能(氫)耗盡後,沒有輻射壓力去抵抗重力,平衡態不再存在時,這個星體將全面塌縮。質量小一些的恆星主要演化成白矮星,質量比較大的恆星則有可能形成中子星。根據科學家的計算,當中子星的總質量超過三倍太陽的質量時將再沒有什麼力能與自身重力相抗衡了,從而引發另一次大坍縮。若其質量仍大於3個太陽質量時,那麼連中子的氣體壓力也不能平衡重力,星體將繼續塌縮至它的重力半徑范圍之內。這時,引力之大足以使一切粒子,包括光子,都被引回星體本身,不能外逸,就形成了引力極強的黑洞。黑洞可以吞噬附近的一切物質,它先將物質吸引到附近圍繞它們高速旋轉;隨著轉速的加快,物質變為炙熱的等離子體,並逐漸靠近黑洞旋轉中心;當它們最終接近黑洞時,就會被吞噬。

通常,黑洞是無法被發現的,但是也有例外:如果在它附近有氣團,則會產生飛向黑洞的氣流,於是氣流也暴露了黑洞的位置。眾所周知,在壓縮時氣體物質會被加熱到幾百萬度,同時產生強烈的X射線輻射。用X射線觀測望遠鏡就可以探測到黑洞的存在。2004年,著名的「錢德拉」X射線觀測望遠鏡發現了一顆巨大黑洞的X射線,並將其命名為「SDSSpJ306」,它位於距離我們地球26億光年的MS0735星團。天文學家通過對這些X射線和其所在星系的重力影響一起進行檢測,推測它「出生」於127億年前———而宇宙大爆炸發生在137億年前。這說明,黑洞與星系同時演化,兩者誰也不會單獨主導早期宇宙中星體的快速誕生。 在此次觀測中,天文學家們還在處於星系中心的「SDSSpJ306」黑洞的周圍發現了許多新生星體,而且更多的星體正在形成之中。該發現給新出現的星系形成演化理論提供了重要的直接證據。

科學家們認為,黑洞是有質量的。黑洞一般被旋轉的熱氣體圓盤所包圍,這些熱氣體在以螺旋運動逐漸被黑洞吸收時會發出大量的電磁輻射。黑洞附近發光的氫原子譜線寬度與旋轉速度有關。旋轉速度越快,氫原子發出的譜線越寬,說明黑洞的質量越大。通過對氫原子譜線研究發現,「SDSSpJ306」黑洞有10億個太陽重,所產生的能量更是太陽的20萬億倍。這個黑洞如此之大,以致它的引力作用范圍大小與銀河系相當。在這個黑洞吞噬星團的同時,還將一些熱氣體以射流形式噴還給宇宙,形成了兩個巨大洞穴,每個洞穴的直徑大約為65萬光年。黑洞再次噴發出來的氣體質量,相當於1萬億個太陽質量,這種噴射已經持續了1億年之久。

黑洞有大有小。超巨黑洞的質量達到太陽的數百萬甚至數十億倍。小黑洞的質量與太陽基本處於一個數量級,主要由質量相當於太陽10倍左右的恆星發生超新星爆炸形成。超巨黑洞位於星系中心,據推測每個星系都有,質量一般約為星系總質量的0.5%。2002年10月,歐洲科學家宣布了銀河系中心存在超巨黑洞的最佳證據。他們說,過去20年中,科學家們一直在觀測銀河系中心一些星體的活動情況,尤其對一顆名為S2的星體的運行軌道進行了跟蹤研究,最終得出結論:S2附近確實存在一個巨型黑洞。質量是太陽7倍的S2,以每小時1.8億公里的高速每15.2年繞銀河系中心一周。之所以如此高速,是因為它周圍存在黑洞,「害怕」被黑洞「吞噬」。經過計算,這一黑洞距地球2.6萬光年,質量是太陽的370萬倍。 銀河系中心黑洞每年「食量」不足地球質量的1%。黑洞「食量」是根據它吞噬「食物」時發出X射線的強弱程度計算出來的。科學家還提出,如果黑洞獲得了源源不斷的「食物供給」,就可能從相對安靜的狀態中「醒來」,處於活躍狀態中。

2.黑洞的種類

按組成來劃分,黑洞可以分為兩大類。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋轉的巨大的暗能量組成,它內部沒有巨大的質量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋轉,其內部產生巨大的負壓以吞噬物體,從而形成黑洞。暗能量黑洞是星系形成的基礎,也是星團、星系團形成的基礎。物理黑洞由一顆或多顆天體坍縮形成,具有巨大的質量。當一個物理黑洞的質量等於或大於一個星系的質量時,我們稱之為奇點黑洞。暗能量黑洞的體積很大,可以有太陽系那般大。但物理黑洞的體積卻非常小,它可以縮小到一個奇點。

3.暗能量黑洞的形成

根據科學家們的推算,宇宙大爆炸大約發生在137億年以前。宇宙大爆炸之後,就形成了宇宙。它由兩部分組成。一是由暗能量組成的世界,稱之為黑暗世界;二是物質組成的世界,稱之為物質世界。黑暗世界以旋渦場的形式存在,整個宇宙空間都被各種不同大小的旋渦場所充滿。而物質世界則主要是以宇宙塵埃的形式存在,它們不均勻分布在各個旋渦場之中。在一個如星系般大小的旋渦場中,以Ep來表示宇宙塵埃繞它的旋渦中心運動的總動能。該旋渦場內的暗能量則分為兩部分。一部分為旋渦中心的暗能量,以En1來表示。另一部分為旋渦中心之外的暗能量,用En2來表示。以En來表示星系的總暗能量,則有En=En1+En2。宇宙塵埃的運動是由暗能量來推動的。當En=Ep時,暗能量將全部轉化為宇宙塵埃運動的動能。在這種情況下,旋渦場處於一種平衡狀態,它既不收縮,也不膨脹。

下面分幾種情況進行討論。

(1).恆星的形成

當旋渦場內的宇宙塵埃很多時,Ep值比En大很多,即暗能量的旋轉負荷太重。在旋渦場的旋轉角速度不變的情況下,我們可以得到宇宙塵埃繞旋渦中心運動的總動能公式,如下所示:

Ep=MpVp2/2=Mp(ωR)2/2…………(6)

上式中,Vp為宇宙塵埃繞旋渦中心運動的平均速度,Mp為旋渦場中宇宙塵埃的總質量,ω為旋渦場的旋轉角速度,R為宇宙塵埃到旋渦中心的平均距離。根據這條公式,當宇宙塵埃向旋渦中心靠近時,Ep值就會減少。當Ep值比En大很多時,旋渦場的轉動負荷太重。在這種情況下,旋渦場必定收縮,宇宙塵埃必定向旋渦中心靠近,最後沉積到旋渦中心處變成沉積物。隨著時間的推移,旋渦中心處的沉積物越來越多,最後變成了一顆恆星。恆星形成之後,當En=Ep時,其餘的宇宙塵埃就再也不能沉積到旋渦中心。這些餘下的宇宙塵埃就會在較小的旋渦場中形成圍繞恆星運動的自轉行星。

(2).星系的形成

當旋渦場很大,宇宙塵埃很多,En值與Ep相差不多時,旋渦場就處於一種平衡狀態。在這種情況下,這些宇宙塵埃就無法靠近旋渦中心。這個大旋渦場中有無數個較小的旋渦場。象上述(1)所說的那樣,每個小旋渦場形成一個恆星,無數個小旋渦場就會形成無數個恆星。這些小旋渦場都跟隨大旋渦場旋轉,由此而形成星系。

(3).宇宙旋渦的形成

當旋渦場內沒有宇宙塵埃,即Ep=0時,旋渦場會不斷地膨脹。當旋渦場內的宇宙塵埃很少時,它的總動能與暗能量相差太遠,不足以阻止旋渦場的膨脹,結果,它會被旋渦場的旋轉離心力拋出場外。到最後,旋渦場內將不存在任何宇宙塵埃。內部沒有宇宙塵埃的旋渦場,它的旋轉角速度是均勻的。旋渦場在離心力的作用下不斷膨脹,它邊緣的暗能量的運動速度也在不斷增加。但當它的周圍都有大小與它相差不多的旋渦場時,它的膨脹就會受阻。在這種情況下,旋渦場旋轉的角速度以及暗能量運動的速度就相對穩定了下來,由此而形成一個不停地轉動的宇宙旋渦。當星體順著這種宇宙旋渦的旋轉方向進入時,它就會被旋渦場的旋轉之力彎轉1800。接著,旋渦場用離心力推動它按原路返回。離開太陽系很遠的慧星之所以能夠返回太陽附近,所依賴的就是這種宇宙旋渦的力量。

(4).旋渦場的分類

我們把宇宙旋渦場按大小分為如下八種:
U旋渦場:又叫宇宙旋渦場,它的范圍包括整個宇宙。
S旋渦場:又叫星糸團旋渦場,它的范圍包括整個星糸團。
A旋渦場:又叫叫星系旋渦場,它的范圍包括整個星系。
B旋渦場:又叫星團旋渦場,它的范圍包括整個星團。
C旋渦場:又叫恆星旋渦場,它的范圍被局限於恆星周圍,包括所有行星的運行軌道。
D旋渦場:又叫行星旋渦場,它的范圍被局限於行星周圍,包括所有衛星的運行軌道。
E旋渦場:又叫衛星旋渦場,它的范圍被局限於衛星周圍。
F旋渦場:比E類旋渦場小的旋渦場。

(5).星系黑洞的形成

在每個星系的中心都有一個旋渦場,稱之為星系旋渦中心。根據上述星系的形成原理,在它剛形成的時候,星系旋渦中心是沒有宇宙塵埃的。在旋轉離心力的作用下,它自然會向外膨脹。但在它的周圍布滿了很多大小與它相當的旋渦場,所以,它的膨脹受阻。各種旋渦場的旋轉離心力在旋渦場邊緣互相對抗,不斷地進行對比和較量。經過很長一段時間之後,它們的對抗之力達到一種相對平衡狀態。最後,星系旋渦中心的范圍就被固定了下來。

由於星系旋渦中心是星系旋渦場的動力中心,所以,它內部貯藏的暗能量在星系中是最強大的。在強大暗能量的推動下,星系旋渦中心的旋轉速度越來越快,暗能量在強大離心力的作用下不斷地向旋渦中心的邊緣集中,星系旋渦中心的中部地帶的暗能量不斷地被抽走,越來越少。最後,星系旋渦中心的內部就變成了一種真空狀態,至此,它的旋轉速度才能穩定下來。而星系旋渦中心的邊緣就形成了一個由高速旋轉的暗能量組成的圓盤,它把星系旋渦中心緊緊地包圍了起來。這個高速旋轉的圓盤帶動周圍的氣體運動,使之發生激烈磨擦而發熱,由此而變成了一個熱氣體圓盤。這個內部成為真空狀態的星系旋渦中心就是一個暗能量黑洞,稱之為星系黑洞。

星系黑洞被一個熱氣體圓盤所包圍。這個圓盤的旋轉速度有多大呢?在星系黑洞的形成過程中,它內部是沒有質量的,即在旋渦中心內部不存在物質運動的動能。所以,它的虛擬質量為零。根據暗能量的動能公式En=MnVn2/2,當虛擬質量Mn=0時,圓盤中暗能量的速度Vn將達到無窮大。但實際上,宇宙黑洞會吸入物質,所以,圓盤的速度不可能達到無限大。將光子的性質與這個圓盤進行比較,兩者的質量都接近零。由此類推,這個熱氣體圓盤的旋轉速度應該接近光速。

由於星系黑洞是A旋渦場的旋轉中心,所以我們又稱之為A黑洞。

(6).星團黑洞

在星系中有很多B旋渦場。當B旋渦場內有很多宇宙塵埃,En值與Ep相差不多時,B旋渦場就處於一種平衡狀態。在這種情況下,這些宇宙塵埃就無法靠近旋渦中心。B旋渦場內也有很多C旋渦場。象上述(1)所說的那樣,每個C旋渦場形成一個恆星,很多C旋渦場就會形成很多恆星。這些恆星圍繞B旋渦場的中心旋轉,由此而形成一個星團。

在每個星團的中心都有一個旋渦場,稱之為星團旋渦中心。很顯然,星團旋渦中心內部是沒有宇宙塵埃的。最後,它也象星系旋渦中心一樣發展為一個暗能量黑洞,稱之為星團黑洞。很顯然,星團黑洞比星系黑洞小很多。星團黑洞的形成過程請參看第(5)部分內容。

由於星團黑洞是B旋渦場的旋轉中心,所以我們又稱之B黑洞。

(7).星系團黑洞

宇宙中有很多S旋渦場。當S旋渦場內聚集到很多星系時,就會形成一個星系團。產生星系團的條件是:星系繞星系團中心旋轉的總動能約等於S類旋渦場的暗能量。在每個星系團的中心有一個旋渦場,稱之為星系團旋渦中心。最後,它也象星系旋渦中心一樣發展為一個暗能量黑洞,稱之為星系團黑洞。由於它是S旋渦場的旋轉中心,所以,又稱之為S黑洞。星系團黑洞的形成過程請參看第(5)部分內容。

(8).宇宙中心黑洞

宇宙是一個大旋渦場,稱之為U旋渦場。它的范圍包括整個宇宙。所以,U旋渦場的中心就是宇宙的中心。在宇宙的中心有一個旋渦場,稱之為宇宙中心旋渦場。最後,它也象星系旋渦中心一樣發展為一個暗能量黑洞,稱之為宇宙中心黑洞。由於它是U旋渦場的旋轉中心,所以又稱之為U黑洞。宇宙中心黑洞的形成過程請參看第(5)部分內容。

綜上所述,暗能量黑洞分為四種類型,從大到小排列如下:U黑洞、S黑洞、A黑洞和B黑洞。U黑洞是宇宙中最大的黑洞,而且它是宇宙的旋轉中心。

4.黑洞引力公式

根據上述理論,暗能量黑洞由如下兩部分組成:一是熱氣體圓盤,二是被熱氣體圓盤所包圍的宇宙真空。很顯然,在熱氣體圓盤的內部和外部之間形成了一種壓強差,它內部的壓強比它外部低很多。我們用P1和P2分別來表示熱氣體圓盤的外部壓強和內部壓強,用P來表示它們的正壓強差,則P=P1-P2。很顯然,正壓強的方向是從熱氣體圓盤的外部指向它的內部的。用V來表示熱氣體圓盤的旋轉速度,用En1來表示它的暗能量。用L來表示黑洞的體積。則,我們可以得到如下公式:

P=KEn1V/L …………(7)

公式(7)中,K為一個比例系數,稱之為暗能量黑洞的引力常數。公式(7)的意思是:黑洞內外的正壓強差與黑洞內的暗能量和黑洞圓盤的旋轉速度的乘積成正比,與黑洞的體積成反比。

當一個物體接觸熱氣體圓盤時,兩者之間就會產生一個接觸面積,用S來表示。我們用F來表示黑洞對該物質的吸引力,則可得到如下公式:

F=PS=KSEn1V/L …………(8)

公式(8)就是黑洞對物體的引力公式。很顯然,黑洞對物體的引力與物體的質量大小無關。對於巨大黑洞來說,它的暗能量非常強大,它的旋轉速度接近光速。所以,這種黑洞的引力非常巨大。

黑洞吸引物體是有一個過程的。當物體在黑洞的周圍但未接觸黑洞的熱氣體圓盤時,物體被黑洞吸引的受力面積S=0,則黑洞對物體的引力F=0。它意味著,黑洞外部的物體運動與黑洞的引力無關。星系中所有的恆星都繞黑洞運動,是因為黑洞是星系旋渦場的旋轉中心,而不是因為受到黑洞引力的作用。

當物體接觸熱氣體圓盤時,它就會受到黑洞的引力。但剛接觸時的引力很小,而圓盤周圍的氣流速度卻非常大。在這種情況下,物體必然被圓盤氣流帶動,並跟隨氣流而去。隨著物體與圓盤的接觸面增大,黑洞對物體的引力也在增大。當黑洞對物體的引力比物體繞黑洞運動的離心力大時,它就會被吸入黑洞之中。這種情況表明,雖然黑洞的引力與物體的質量無關,但物體被黑洞引力吸入洞內的過程卻與物體的質量有關。

在物體進入黑洞之後,該物體就會被黑洞內部的壓強所包圍。物體內部的壓強與它在黑洞外部時的壓強相等。所以,在物體的內部和外部之間就形成了一種壓強差,根據公式(7)就可以求出它的值。正壓強差的方向是從物體內部指向外部的,受力面積包括物體的全部表面。結果,物體的整個表面同時受到強橫無比的拉力,在剎那之間它就會被這種強大的拉力撕得粉碎,最後變成了氣態狀。

當光子進入黑洞時,它也會被黑洞的引力所包圍。光子內部的壓強與它進入黑洞之前是一樣。所以,在光子的內部和外部之間就會形成強橫無比的壓強差。結果,象上面所敘述的一樣,在光子進入黑洞的剎那之間就會被黑洞的引力撕得粉碎。所以,在光子進入黑洞後,它是無法從黑洞中逃出來的。

結論:包括光子在內的任何物體,它們進入暗能量黑洞之後都會在剎那之間爆炸開來,變成氣態狀。

D. 宇宙十大黑洞排名

宇宙十大黑洞排名:

1、宇宙中質量最大的黑洞

黑洞是宇宙中的「怪物」天體,其周圍的引力環境非常惡劣,強大的引力使得光都無法逃脫黑洞的控制,黑洞存在各種各樣的大小,有恆星際黑洞,也有位於星系中央的超大質量黑洞。

2、宇宙中質量最小的黑洞

科學家發現的質量最小黑洞小於三倍太陽質量,其編號為IGRJ17091-3624,是理論上黑洞形成的質量下限,這個黑洞可能非常小。

3、喜歡吞噬「黑洞」的超大質量黑洞

任何一個不斷靠近黑洞的天體都會被黑洞吞沒,即便是黑洞也不例外,科學家目睹了一個質量較小的黑洞被更大質量黑洞吞噬的現象,這個宇宙慘劇發生在NGC3393星系中,一個3000萬倍太陽質量的黑洞吞噬了100萬倍太陽質量的黑洞。

4、神奇的「子彈發射」黑洞當物質被吸入黑洞時,就會釋放出輻射來,科學家發現H1743-322黑洞釋放的「子彈」速度達到四分之一光速,其距離我們大約2。8萬光年。

5、宇宙中最老的黑洞

宇宙中最老的黑洞是ULASJ11200641,其誕生於宇宙大爆炸後大約7。7億年,也就是說它的年齡達到130億年左右,那麼它的質量會是多大呢,科學家估計為20億倍太陽質量,其成長過程是個未解之謎。

6、宇宙中最「亮」的黑洞

黑洞雖然具有強大的引力場,但是其也會發出「亮」光,它們在吸積物質時會釋放出輻射,尤其是類星體,科學家發現類星體3C273甚至可發出可見光波段內的光線,其距離我們大約30億光年。

7、「無家可歸」的黑洞

黑洞一般統治於星系的中央,但是科學家發現有些黑洞被星系「踢」出,在宇宙空間中自由漫遊,SDSSJ0927+2943就是一個流浪黑洞,其質量達到6億倍太陽質量,我們銀河系中可能存在數百個流浪黑洞。

8、中等質量黑洞的誕生之謎

長期以來,科學家發現黑洞基本上可以分為小型、中等質量和超大質量三種,恆星級黑洞相對較小,超大質量黑洞可在星系中央出現,而中等質量黑洞則困擾了科學家多年,HLX-1就是一個中等質量黑洞,距離我們大約2。9億光年,質量在2萬倍太陽質量左右。

9、旋轉最快的黑洞

GRS1915+105是一個旋轉速度超過每秒950轉的黑洞,位於天鷹座方向上,距離我們3。5萬光年。

10、可供科學家研究的實驗室黑洞

為了進一步研究遙遠黑洞,科學家在實驗室內模擬出人造的事件視界,研究黑洞的動力學特徵。

E. 人類已經公布了黑洞的照片,你看過後有什麼感覺呢黑洞還有那麼神秘嗎

人類已經公布了黑洞的照片,你看過後有什麼感覺呢?黑洞還有那麼神秘嗎?銀河系中心超大型品質黑洞的相片發布,照片里黑洞四周的這些高速運轉的發光汽體所形成的一個亮環狀結構緊緊圍繞而成暗弱核心地區讓人震撼,能從照片里見到黑洞強勁的影響力。

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