最近幾天總會在評論區(qū)和私信看到有小伙伴回復“黑洞是不存在的”,小編回憶了下自己對黑洞的認知,不知從何時起,黑洞的概念就在腦中根深蒂固,并且從沒懷疑過它的真實性。今天,讓小編帶大家回顧下,為什么黑洞是真實存在的?
愛因斯坦預測的“可靠性”
根據愛因斯坦的廣義相對論,黑洞是必然存在的
卡爾·施瓦茨柴爾德在1916 年預言了黑洞的存在,他發(fā)現它們是愛因斯坦廣義相對論的必然結果。換句話說,如果愛因斯坦的廣義相對論是正確的(截至目前,所有證據都表明它是正確的),那么黑洞一定存在。
伽馬射線爆發(fā)
地球上的設備已經探測到由黑洞誕生引起的伽馬射線爆發(fā)
20世紀30年代,印度物理學家錢德拉·塞卡研究了一顆恒星在耗盡所有核燃料后會發(fā)生什么,他發(fā)現,最終結果取決于恒星的質量。如果那顆恒星很大,比如說30 個太陽質量,那么它致密的核心會一直坍縮成一個黑洞,最后的核心坍縮發(fā)生得非???,只需要幾秒鐘時間,它以伽馬射線爆發(fā)的形式釋放出大量的能量。目前地球上的望遠鏡已經探測到很多這樣的爆發(fā),其中一些來自數十億光年外的星系,所以我們實際上已經見到過黑洞的誕生。
引力波
相互環(huán)繞的黑洞在時空中產生漣漪,并以引力波的形式向外傳播
黑洞并不總是孤立存在,有時它們成對出現,相互繞行,此時,它們之間的引力相互作用會在時空中產生漣漪,這種漣漪以引力波的形式向外傳播,這也是愛因斯坦相對論的另一個預測。天文學家早在2016年就宣布探測到引力波,隨著探測器靈敏度的提高,除了黑洞合并之外,還發(fā)現了其他產生波的事件,例如黑洞和中子星之間的碰撞。
隱形的中心
這幅圖像展示了HR 6819三重系統(tǒng)中天體的軌道,它由一對雙星組成,其中一顆恒星(藍色軌道)圍繞黑洞(紅色軌道)運行,另一顆恒星在更寬的軌道上繞其運行
就其本質而言,黑洞幾乎無法被探測到,它們不發(fā)出任何光或其他輻射,這意味著即使它們可能潛伏在我們的宇宙附近,天文學家們也難以發(fā)現它們。不過,有一種可靠的方法可以檢測到這些“宇宙怪獸”,那就是通過它們對其他恒星的引力效應。2020 年,在觀察一對看起來很普通的雙星系統(tǒng)(即HR 6819)時,天文學家注意到這兩顆可見恒星的運動異常,只有在那里存在第三個完全不可見的物體才能解釋這種現象。他們計算出它的質量至少是太陽的四倍,研究人員知道只剩下一種可能性——它是一個黑洞,這也是迄今為止發(fā)現的離地球最近的黑洞,距離我們僅一千光年。
吸積盤輻射的X射線
黑洞天鵝座X-1正在從一顆巨大的藍色伴星中吞噬物質,這些物質在黑洞周圍形成了一個吸積盤
1971年,天文學家第一次發(fā)現黑洞的觀測證據,它來自我們銀河系內的一個雙星系統(tǒng)。該系統(tǒng)被稱為天鵝座 X-1,它產生一些宇宙中最亮的X射線。物質不斷從一顆巨星剝離并被吸入黑洞周圍的吸積盤中,X射線正是從這個吸積盤中發(fā)射出的。
超大質量黑洞
我們銀河系的中心有一個超大質量黑洞,它的質量大約是太陽的 400 萬倍
除了通過恒星坍縮產生的黑洞外,有證據表明,自宇宙早期以來,超大質量黑洞一直潛伏在星系中心。我們有證據表明我們自己的星系中心有一個黑洞,因為該區(qū)域的恒星旋轉的非???,高達光速的 8%,它們一定是在繞著非常小而質量巨大的物體運行。
直接成像
人類有史以來第一張黑洞照片
2019年4月,科學家利用事件視界望遠鏡拍攝到超大質量黑洞——M87*的直接圖像。
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