2020年时,科学家赖因哈德·根策尔和安德烈娅·盖兹,通过对银河系中心区域停止认真不雅测,发现银河系中心存在着大量且密集的恒星,更让人心惊的是,那些恒星的速度其实不一般,就仿佛在做环绕运动一般。
也就是说,在那些恒星的中心点,应该存在着量量更大的星体,那才招致寡恒星被其吸引。
然而,无论科学家们借助何种不雅测设备,始末都无法找到那个庞大的星体,那不由让寡天文学家产生了一种欠好的预感,那就是那个量量庞大的星体或许底子就不存在,吸引那些恒星的工具,其实是一个十分庞大的黑洞。
之后,历经一年的勤奋,科学家们在多台千里镜,以及一台超等计算机的共同下,末于拍到那个可怕的中心黑洞--------人马座A*(Sgr A*)黑洞。
更让人头皮发麻的是,在该黑洞附近,已经聚集了千亿颗恒星,那些恒星每一颗都足以媲美太阳,以至,绝大大都都比太阳大上很多,那也就是说,那个黑洞要想吞噬太阳系,那长短常轻松的,而独一值得高兴的是,太阳系离那个黑洞还比力远。
但研究太阳系运动的天文学家却暗示灰心,本来,按照现有的不雅测手段和计算才能,天文学家们发现,太阳系每围绕银河系动弹一圈,两者的间隔就会缩短2000光年。
根据目前的间隔来计算,太阳系在动弹13万圈,即32.5万亿年后,太阳系就会被该黑洞所捕捉,进而被虚无吞噬,届时,太阳系势必颗粒不剩。
而要想改动那一结局,人类独一能做的,似乎就只剩流离地球方案了,也就是带着地球离开太阳系,去寻找新的家园。
不外,间隔该事务的发作还有很久,在那段时间里,人类很可能会掌握更高条理的科技,从而有法子让太阳系躲过一劫;也有可能会在灾难降临之前,消亡于一场莫名的核战争,无法比及此日灾的降临。
除此之外,天文界也有科学家承袭着差别定见,那就是宇宙是不竭膨胀的,那就仿佛一个不竭吹起的气球,此中体积容量的增加,便会让星系间的间隔增大,从而也就使得太阳系和中心黑洞的间隔不竭扩大。
简单来说,就是宇宙只要还在不竭膨胀,那太阳系就不成能被黑洞所捕捉,可需要留意的是,如今人类对天文学的认知毕竟是有限的,我们所得出的一切结论,都可能存在系统性错误,就类似数百年前的地心说一般。
因而,针对任何潜在的天体危机,人类都需要重视,不然,灾害很可能就会在意想不到的时间降临。
黑洞(英文:Black Hole)是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,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务视界逃脱的天体”。
1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个实空解,那个解表白,若是一个静态球对称星体现实半径小于一个定值,其四周会产生奇异的现象,即存在一个界面——“视界”,一旦进入那个界面,即便光也无法逃脱。那个定值称做史瓦西半径,那种“难以想象的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒定名为“黑洞”。
黑洞无法间接不雅测,但能够借由间接体例得知其存在与量量,而且不雅测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度招致的摩擦而放出x射线和γ射线的“边沿讯息”,能够获取黑洞存在的讯息。揣测出黑洞的存在也可借由间接不雅测恒星或星际云气团绕行轨迹来得出,还能够获得其位置以及量量。
北京时间2019年4月10日21时,人类首张黑洞照全面世, 该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,间隔地球5500万光年,量量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个暗影,四周环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端前提下仍然成立。
北京时间3月24日晚10点,中国科学家参与的事务视界千里镜(ETH)合做组织公布最新研究功效:发现了偏振光下M87超大量量黑洞的影像。
超大量量黑洞与其他相对较低量量的黑洞比力下,有一些有趣的区别:超大量量黑洞的均匀密度能够很低,以至比空气的密度还要低。那是因为史瓦西半径与其量量成反比,而密度则与体积成反比。因为球体(如非扭转黑洞的事务视界)体积是与半径立方成反比,而量量差不多以曲线增长,体积增长率则会更大。故此,密度会随黑洞半径增长而削减,在视界附近的潮汐力会明显的较弱。因为中央引力奇点间隔视界很远,若设想一个太空人向黑洞的中央挪动时,他不会感触感染到明显的潮汐力,曲至他抵达黑洞的深处。
推导过程
史瓦西半径的公式:R=2GM/c^2
G=6.67*10^(-11),是引力常量
M为天体量量
c=3*10^8m/s光速(应为299792458m/s取近似)
密度公式p=m/v
球体体积V=(4/3)*πR^3
密度p=M/V=M/[(4/3)*πR^3]
=3M/[4π(2GM/c^2)^3]
=3c^6/(32*πG^3*M^2)
除了M均为常量
代入π=3.14……
G=6.67*10^(-11)
c=3*10^8m/s
若令k=3c^6/(32*πG^3)=7.335*10^79
p=3c^6/(32*πG^3*M^2)=k/M2=7.335*10^79/M^2
因为史瓦西半径是构成黑洞天体的更大天体半径,其半径比那个小,半径小体积就会小,量量必然时密度就大,所以史瓦西半径下的黑洞密度最小,也就是上式密度最小,按照上式,密度与量量的平方呈反比,其余皆为常数,所以量量越大的物体密度越小。
若是地球成为黑洞,史瓦西半径R=0.009m,密度p=2.05*10^30kg/m^3
太阳(量量M=2*10^30kg)R=2964m,p=1.83*10^19kg/m^3
20万倍太阳天体M=4*10^35kg,R=6*10^8m,p=4.6*10^8kg/m^3
1g球体:R=1.48*10^(-30)m,p=7.335*10^85kg/m^3
别的遭到天体自转等其他影响,那里的史瓦西半径是抱负形态,不自转的绝对球体,一般情况下稍有差别(自转,椭球体)。
一些星系,如0402+379星系有两个超大量量黑洞,构成一个二元系统。若它们相碰,将会产生强劲的重力波。最新超等计算机模子显示,星系中心超大量量黑洞可能起源于宇宙最早期星系碰碰量量是太阳数百万倍至数十亿倍的超大量量黑洞凡是存在于每个星系的中心区域,天文学家现发现超大量量黑洞存在于宇宙构成之初的10亿年内。目前,超等计算机计算显示,宇宙早期超大量量原星系之间的合并为超大量量黑洞的孕育供给了“滋养平台”。宇宙降生于137亿年前。在宇宙早期,巨型原始星系之间的合并非常遍及,超等计算机模仿显示那种原始星系碰碰合并构成一种不不变、扭转气体盘状构造,此中的漏斗状气体仅在10万年内就逐步堆积构成太阳量量1亿多倍的微型气体云。该气体云瓦解构成黑洞,以致该黑洞在大约1亿年里通过从四周盘状构造吸收气体构成太阳10亿倍的量量。此前天文学家曾认为超大量量黑洞、星系和其它巨型星系构造通过逐步引力吸引宇宙物量,最末构成量量越来越大的星系构造。美国俄亥俄州大学天文学家斯特利奥斯-卡赞特兹迪斯(Stelios Kazantzidis)是该研究陈述合著做者之一,他说:“我们的研究成果显示星系和超大量量黑洞在内的较大宇宙构造体在宇宙汗青历程中构成时间很短暂。”他指出,那项最新研究关于我们理解黑洞和星系的进化具有更深远的意义。卡赞特兹解释称,根据传统理论,星系的性量和此中心的黑洞量量亲近相关,两者处于“平行生长关系”,但那一理论现应当停止修改。在我们的最新超等计算机模子中,黑洞的生长速度快于星系,因而黑洞其实不完全受星系的增长所控造。瑞士苏黎世大学天体物理学家卢西奥-梅耶(Lucio Mayer)是该项研究负责人,他指出,该模子的一个重要结论是宇宙最早期的星系中心区域拥有比之前预期更大的超大量量黑洞。那项最新发现将有助天文学家更好地揭开奥秘的引力波,根据爱因斯坦的广义相对论,远古星系合并将构成壮不雅的引力波,所构成的涟漪在时空和太空中的残留部门仍能探测到。目前,那项科学研究颁发在8月26日出书的《天然》杂志上。
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