黑洞若是吞噬一切那我们是如何感知黑洞的?

蒋丽琴


黑洞若是吞噬一切那我们是如何感知黑洞的?

在大家的印象中黑洞确实是一个只吞不吐的天体,但事实上黑洞有很多种方式在宇宙中宣示它们的存在,要不然我们怎么会在银河系中发现那么多黑洞呢?

除了Sgr A*之外,银心附近还有很多X射线异常区域!上图是钱德拉X射线望远镜的主要成果之一,非常明显我们以X射线异常区域来标定疑似存在黑洞!为什么黑洞会发出X射线呢?它不是不吐出任何物质的吗?当然黑洞在某种意义上来说确实不吐,但这些高能X射线是它在吞噬物质时的吸积盘发出的,因为物质在掉落黑洞经过吸积盘到视界的过程中,物质会被撕裂压缩发出最后的“呐喊”会从红外辐射开始到可见光最后到高能的X射线,而X射线穿透力最强,可以透过厚厚的尘埃,被钱德拉X射线望远镜所观测到!

这是电子在不同能级下发出的不同波长的电磁波,当然可见光也在这个电磁波谱里!不过黑洞却并非只有这个宣示存在,只是这种方式比较容易找到黑洞,另外黑洞超强的引力本身就是一个BUG般的存在,只要角度合适,我们是不可能不会发现的!

这就是天体的引力透镜效应,当然一些暗弱类天体也会产生类似效果,但黑洞的引力透镜效果较之其他天体是有明显的区别的!

来自银心X射线形成的巨大泡泡,当然这需要在大尺度一下观测才能看到银心的如此级别的X射线范围!当然上图是模拟出来的,我们并不能在这个角度上看到如此大规模的银河系全景图,但事实上我们在黄道面垂直方向上确实可能观测到!

从以上几点来看,尽管黑洞是个只吞不吐的吝啬鬼(霍金辐射尽管理论上存在,但仍未经实际观测证实),但在到达这个吝啬鬼的范围(视界)之前,仍然会有大量的物质逃离黑洞,这就是我们观测与发现以及研究黑洞的理论基础!


星辰大海路上的种花家


这个是一个好问题,因为大多数都对黑洞很感兴趣,也知道黑洞的一些性质。许多人对黑洞的印象就是一般发的那些图片,但却不知道我们从没有真正“看”到黑洞究竟长什么样,那些图片基本都是想象图。

为什么“看”不到黑洞?

我们都知道不管是人眼还是天文望远镜都需要光,但光无法挣脱黑洞的束缚,也就是说我们根本无法看到黑洞。

但是我们又是如何研究它的呢?要知道任何一个事物都不是孤立的,黑洞也是如此。从最早的数学概念到广义相对论发表后,德国物理学家史瓦西得到了一个广义相对论方程的精确解,正式预言了这样一种天体的存在。我们已经在理论上准备充分了。

随着

物理学家们对广义相对论认识的加深,以及对各种极端情况下电磁运动的研究,我们现在能很确切的了解黑洞及周边天体的结构,并且能预言出这些结构会导致的种种可观测效应。

黑洞的观测方法

目前对于黑洞的观测方法广为认可的有三种:

一、引力效应。

这是显而易见的一种方法,太阳和地球之间存在引力,但地球却没有飞向太阳,而是围绕着它公转。黑洞也是如此如果有一个物体在黑洞的“视界”之外,那黑洞对于这个物体就会和太阳对于地球一样,让它绕着自己旋转。所以,如果我们观测到有许多恒星绕着某个似乎空无一物的区域旋转,那我们可以肯定的是那个空无一物的区域有一个质量巨大的天体,就大概率是黑洞。


二、引力透镜。

根据广义相对论,质量巨大的物体会弯曲周围的时空。而直接的结果,就是形成一种类似放大镜的效应。当有黑洞存在于我们和某些遥远天体之间时,来自遥远天体的星光会被途中的黑洞弯曲和汇聚。


三、活动星系核

前面已经说了,绝对孤立的事物是不存在的,所以单独而孤立的黑洞几乎是不存在的。黑洞周围必然或多或少有一些天体供养着它。所以当黑洞“进餐”的时候总会“浪费”一部分,这部分就以射线和粒子被喷射出来,如果喷射的方向刚好是我们观测的方向,就能够间接探测到黑洞了。

所以虽然黑洞吞噬一切,包括光,我们仍然可以通过多种方式去研究和探索,并且观测和感知到它的存在。


科学认识论


黑洞是广义相对论中的特殊天体,一般我们认为大多数黑洞都是由大质量恒星演化到生命末期经超新星爆炸形成。黑洞名字也是因为它逃逸速度大于光速,连光都逃不出来。所以一般我们是看不见黑洞的。

网上出现的大多数黑洞图像都是模拟的,虽然黑洞是全黑的,但是它的巨大质量和引起时空弯曲效应是实实在在存在的。如下是黑洞的引力透镜效应模拟图:
经过黑洞周围的光都会被弯曲变形。

同时用射电望远镜也可以观测到黑洞视界外两极喷发出X射线柱,但是这些肉眼并不可见。


同时位于黑洞旁的一些天体特殊的运动方式也可以让我们察觉到黑洞的存在。通过种种迹象我们早都已经可以确定黑洞的存在,它们不再是数学公式中的天体了。


以上就是我的简单回答,欢迎你们的关注与点评,图片来源网络侵删。


科学黑洞


黑洞是宇宙的稳定器,是星系的核心,垃圾场,当变异了的星系物质源源不断地进入黑洞,瞬间层层解体为最原始的粒子,原始的粒子没有空间,紧密地挤在一起就象死水一坛,没有涟漪。粒子裂变同时放出巨大温度,当星系衰亡以后,黑洞任务完成,转化为类星体,释放出物质,以保持宇宙物质的平衡。


徐老二218703984徐邦伟


靠它作用于其它物体的引力,才使我们可以感知它的存在。


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