黑洞吞噬一切,人類是怎麼感知和發現黑洞的呢?

溪茈


黑洞這種神秘的天體還無法直接觀測,前段科學家公佈了人類第一張黑洞照片,這是通過全球多部天文望遠鏡組成的陣列,對室女座M87星系中心的超大黑洞進行長期的觀測後,對海量的數據進行兩年的分析和拼接後才發佈的照片。

其實,黑洞不是什麼洞和漩渦,它就是個質量巨大,引力超強的天體,以致於連光線都無法逃脫黑洞。之前,人們只能通過其引力作用,來推斷黑洞的存在,例如利用黑洞周圍星系的運動,或者黑洞對臨近天體的引力來間接發現黑洞。

黑洞不斷吞噬周圍的物質,這些物質跌入黑洞時,會發射出強烈的X射線,科學家也可以利用錢德勒等X射線望遠鏡可以對黑洞進行觀察。

而最近這次的黑洞照片,也是人類是利用事件視界射電望遠鏡陣列,對黑洞周圍被吸積的氣體在墜入黑洞時發射的強烈輻射進行觀測,利用多個射電望遠鏡組成陣列,觀測遙遠星空中的黑洞,彙集數據後整理拼接,相當於就這樣洗了兩年,才讓我們看到這張黑洞照片。


量子實驗室


非常開心看到黑洞的話題,作為一個科學愛好者特來參與一下。發現黑洞的過程是這樣的:“理論預言、現象觀測”。下面我就對這八個字進行一下粗淺的介紹。

一、黑洞並不能吞噬一切

在正式介紹之前,我要澄清一下您問題中的一個錯誤認識,那就是黑洞並不能吞噬一切。這是因為,黑洞跟其它天體並沒有什麼不同,它只不過是恆星演化的一個階段而已。當一顆恆星變成了黑洞,它會吞噬自己周圍的物質,變成自己的一部分。

然而,黑洞能跟外界形成作用的也就是引力。在黑洞跟其它天體的引力平衡點處,就意味著,那裡不是黑洞的勢力範圍。它並不能吸收那裡的物質為己用。所以,我們看到的黑洞,大部分都是成長結束的黑洞,它自己引力範圍內的物質被吞噬殆盡之後,就不能再長大了。

二、黑洞的理論預言

其實在人類找到黑洞之前,最初始從理論上預言了這種天體的存在。當然了,這個預言其實在有萬有引力的時候,就有人提出來過。只不過當時的預言是錯誤的,並不能完全描述黑洞的性質。所以直到愛因斯坦提出廣義相對論之後,才利用廣義相對論真正預言了黑洞的具體性狀。同時也給天文學家尋找黑洞,提出了建議。

三、找到黑洞的三大法寶

方法一、觀察天體的運行規律。

其實這是利用引力來尋找黑洞的辦法。天文學家通過觀察遙遠恆星的運動,會發現一些恆星會圍繞著看不見的區域做規律的運動,那麼圓周運動是必須要有向心力的提供的,這個向心力的提供者就是黑洞。所以發現如果有恆星擁有這樣的運動,就可以預言,在恆星橢圓軌道的兩個焦點位置的其中一個上,會有黑洞存在。

方法二、引力透鏡效應。

廣義相對論預言了這種效應。由於是透鏡效應,我們可以想象一下,我們可以看到變形的,或者是多重的恆星的像。通過對遙遠的天體的圖像進行分析,利用透鏡的規律,我們就可以發現這種鏡像關係。這個時候,我們就可以判斷,在恆星和我們觀察者之間某個位置上存在著一個黑洞。

方法三、直接觀察。

可能有些小夥伴會有疑問,黑洞不是看不見嗎,怎麼能直接觀察呢。其實黑洞確實是看不見的,光都逃不出來。但是黑洞的吸積盤我們能看得見,這個吸積盤,是黑洞吸收的,聚集在黑洞視界之外的大量物質,這些物質像恆星一樣發出熾烈的光。當然了,由於多數黑洞都距離我們實在是太遙遠,這些可見光我們也是幾乎都看不到的。但是某些波長比較長的光,由於它們的繞射性能比較好,我們也是可以用儀器捕捉到的。2019年4月11日,公佈的首張黑洞照片就是利用這個道理合成的黑洞圖片。

總結

宇宙是無限的,人類探索宇宙的精神更是無限的。隨著科學的發展,一定會有更多的宇宙奧秘被我們發現。黑洞的發現也不過是人類認識宇宙過程中的一個小小進步。相信看完本文的小夥伴們,您一定對黑洞有了一個粗淺的瞭解了吧。

如果您還有相關黑洞的問題,歡迎提問以後邀請我來回答呀。


郭哥聊科學


對於黑洞這個吞噬一切的可怕天體,我們大多數人對於它可以說是不寒而慄的。對於比較瞭解科學的人,肯定是知道黑洞是怎麼被發現的,但是大多數人是不知道的。

黑洞的發現者是卡爾·史瓦西,一名德國的物理學家、天文學家,雖然史瓦西是黑洞理論的提出者,但是真正讓黑洞聲名大噪的還是由霍金創立的聞名世界有關黑洞的科學理論,也是霍金讓黑洞變得家喻戶曉,對於黑洞,我們大多人的理解可能就是黑洞只能吞噬物體,而不能釋放物質,其實這並不是絕對正確的,正如霍金所說的,他認為黑洞是可以開放的,所吞噬的信息可以通過另外一種形式釋放出來。

經過29年的思考,霍金於2004年表示他之前對於黑洞的看法是不正確的,他認為黑洞不是一個完全只吞不吐的奇怪天體,它總會釋放少量被撕碎的物質,黑洞可以將吞噬的物質慢慢釋放出來,而且吸收和釋放的方式都只有一種。但是霍金卻並不認為黑洞是一個通往另外一個宇宙空間的通道。一提到黑洞,可能很多人認為黑洞是一個洞,其實黑洞不是洞,其實它是一種天體,具體點來說,在三維空間中,黑洞不是洞,而是一個球體。

眾所周知,黑洞總是對周圍的物質和能量虎視眈眈,任何物質只要進入了黑洞的臨界視界都不可能逃脫黑洞的吞噬包括光都不能逃脫。也正是因為這個特性,導致了我們是看不見黑洞的,那麼既然如此,我們是如何發現黑洞的呢?早前黑洞其實是一個純數學上的理論,史瓦西通過對廣義相對論方程求解,計算得出瞭如果一個物體的質量足夠大而體積足夠小的話,那麼它的引力就強大到可以使光線都無法逃離。



黑洞雖然不可以直接被看見,但是我們可以通過其對周圍天體的影響來間接發現它,在大質量黑洞存在的附近,引力場足夠強大,當週圍物質被黑洞吸引而墜入黑洞的時候,物質呈螺旋狀掉入黑洞,在掉入的過程中,物質之間不斷摩擦、碰撞,從而釋放出強大的x射線、伽馬射線等,通過對這些射線的觀測,我們就可以感知黑洞的存在。


鏡像科普


黑洞吞噬萬物靠的是強大的引力,而引力與質量和距離有關,距離遠引力的作用就弱,黑洞雖然造成周圍嚴重的時空彎曲,大量現象難以觀測,但是距離遠一些的現象卻可以觀測。

最初人類是沒辦法觀測到黑洞的,相對論等理論體系中,黑洞是一類擁有極強引力的天體,因為吞噬萬物且一般黑洞距離地球很遙遠無法觀測,只是從理論上可以計算出某種逃逸速度超過光速的天體,那就是黑洞。而人類的觀測技術是在不斷進步的,今年上半年一則消息刷爆網絡,那就是人類利用事件視界望遠鏡拍到的歷史上第一張黑洞照片,嚴格地說拍攝到的只是黑洞周圍的景象,因為黑洞強大的引力,會形成視界(事件被觀測到的界限),視界內的物質和能量難以逃出黑洞的引力範圍,於是其中的景象無法觀測,視界外的一些物質卻會由於距離黑洞太近而被黑洞吞噬,物質和能量進入黑洞的視界,目前的人類就無法觀測了,而視界外由於黑洞引力對物質的吸引和擠壓,物質間因為摩擦等因素,會產生顯著的放熱現象,就會使得視界外的景象可以被觀測到。

理論推演和觀測相互驗證。早期的時候人類沒辦法直接觀測黑洞,只能通過黑洞輻射、周圍恆星星雲的運行模式等推測黑洞的存在,銀河系中央一些恆星都擁有偏心率很高的軌道,且最快的運行速度可以達到數萬公里每秒,以恆星的質量和引力,居然有天體的引力可以使恆星圍繞其運動,那就只有黑洞了。這是間接的方式,肯定會有人有疑問,而今年年初公佈的首張黑洞照片,則是歐美的科學家提供了觀測用的望遠鏡,將數臺大口徑射電望遠鏡或射電望遠鏡矩陣組成直徑相當於地球的射電望遠鏡,通過觀測某特定波段的射電信號,才終於獲得了首張黑洞照片,此次成功意義重大,和人類以往的理論相互驗證,證實了黑洞的存在,同時根據黑洞的具體特徵還可以修正人類曾經對黑洞的預測的不足,促進人類科技的發展。

總之觀測黑洞的方式還是挺多的,未來人類將觀測更多的黑洞看,以驗證人類推演獲得的不同黑洞模式,而隨著組合進入事件視界望遠鏡的射電望遠鏡的增加,人類對黑洞的觀測會大大增加,能是人類更好地認識黑洞。


來看世界呀


人大腦停止思維,陷入待消散狀態時,肌體神經也陷入停沚無主態,大腦意識清明時的儲存記憶是心念強烈的影像或意志堅信力,也是意識能量力的最終,意識便進入到黑暗的深淵,漸離漸遠,逐漸消沉。而意識的訓練過程是以意念引導的內視,和清明的空間意念意識。黑洞應是元素物質在宇宙空域旋轉運行的加劇,而產生反應的現象,就如地球的龍捲風一樣。能量與物質元素只是在無阻力的黑暗空域無限加速,而吸引物質的攪碎能量增輻釋放,應和暗物質有關聯,但黑洞內極速.極壓參與反應的能量應是暗能量,應也會釋放反物質能量。


簡如空來


“黑洞”其實並不是一個“大黑窟窿”,而是這樣一種天體:它的引力場是如此之強,就連光也不能逃脫出來。說它“黑”,是指它就像宇宙中的無底洞,任何物質都逃不過被黑洞吞噬厄運,包括光和電磁波等。實際上黑洞真正是“隱形”的。黑洞本身既不發光,也不能反射光,我們是無法直接觀察到黑洞的。

之所以我們能發現黑洞的存在,是科學家利用了黑洞的特性,通過對周圍天體的影響來感知黑洞的存在,即通過黑洞區強大的X射線源進行探索的。黑洞本身雖然不能發出任何光線,但它對於周圍物體、天體的巨大引力依然存在。當週圍物質被它強大的引力所吸引而逐漸向黑洞墜落時,就會發射出強大的X射線,形成天空中的X射線源。通過對X射線源的搜索觀測,人們就可找到黑洞的蹤跡。


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