宇宙中最古老的黑洞是什么黑洞?黑洞是現(xiàn)代廣義相對論中,宇宙空間內(nèi)存在的一種天體。黑洞的引力很大,使得視界內(nèi)的逃逸速度大于光速!昂诙词菚r(shí)空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體”。下面就跟360常識網(wǎng)一起具體看看宇宙中最古老的黑洞等相關(guān)內(nèi)容。

黑洞簡介
1916年,德國天文學(xué)家卡爾·史瓦西通過計(jì)算得到了愛因斯坦引力場方程的一個(gè)真空解,這個(gè)解表明,如果將大量物質(zhì)集中于空間一點(diǎn),其周圍會產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象,即在質(zhì)點(diǎn)周圍存在一個(gè)界面——“視界”一旦進(jìn)入這個(gè)界面,即使光也無法逃脫。這種“不可思議的天體”被美國物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。
黑洞無法直接觀測,但可以借由間接方式得知其存在與質(zhì)量,并且觀測到它對其他事物的影響。借由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的“邊緣訊息”,可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可借由間接觀測恒星或星際云氣團(tuán)繞行軌跡取得位置以及質(zhì)量。

物理性質(zhì)劃分
根據(jù)黑洞本身的物理特性質(zhì)量,角動量,電荷劃分,可以將黑洞分為五類。
不旋轉(zhuǎn)不帶電荷的黑洞:它的時(shí)空結(jié)構(gòu)于1916年由史瓦西求出,稱史瓦西黑洞。
不旋轉(zhuǎn)帶電黑洞:稱R-N黑洞。時(shí)空結(jié)構(gòu)于1916至1918年由賴斯納(Reissner)和納自敦(Nordstrom)求出。
旋轉(zhuǎn)不帶電黑洞:稱克爾黑洞。時(shí)空結(jié)構(gòu)由克爾于1963年求出。
一般黑洞:稱克爾-紐曼黑洞。時(shí)空結(jié)構(gòu)于1965年由紐曼求出。
雙星黑洞:與其他黑洞彼此之間相互繞轉(zhuǎn)的黑洞。
認(rèn)識黑洞
理論上,黑洞是愛因斯坦廣義相對論預(yù)言存在的一種天體。它具有的超強(qiáng)引力使得光也無法逃脫它的勢力范圍,該勢力范圍稱作黑洞的半徑或稱作事件視界。像宇宙萬物一樣,恒星也會衰老死亡。一些大質(zhì)量恒星在核聚變反應(yīng)燃料耗盡時(shí),內(nèi)核會急劇塌縮,所有物質(zhì)快速的向著一個(gè)點(diǎn)坍縮,最終坍縮成一顆黃豆大小的奇點(diǎn),并形成一個(gè)強(qiáng)大的力場漩渦,扭曲周圍時(shí)空,成為黑洞。
宇宙中,根據(jù)質(zhì)量天文學(xué)家們將宇宙中的黑洞分成三類:恒星級質(zhì)量黑洞(幾十倍—上百倍太陽質(zhì)量)、超大質(zhì)量黑洞(幾百萬倍太陽質(zhì)量以上)和中等質(zhì)量黑洞(介于兩者之間)。
根據(jù)理論推算,銀河系中應(yīng)該存在著上千萬個(gè)恒星量級的黑洞。然而,因?yàn)楹诙醋陨聿话l(fā)射和反射電磁波,儀器和肉眼都無法直接觀測到它。
既然無法“看見”,那怎么就知道它存在呢?天文學(xué)家們主要是通過各種間接的證據(jù)。
中國科學(xué)院上海天文臺研究員沈志強(qiáng):“主要有三類代表性證據(jù)。一是恒星、氣體的運(yùn)動透漏了黑洞的蹤跡。黑洞有強(qiáng)引力,對周圍的恒星、氣體會產(chǎn)生影響,于是我們可以通過觀測這種影響來確認(rèn)黑洞的存在。二是根據(jù)黑洞吸積物質(zhì),也就是吃東西時(shí)發(fā)出的光來判斷黑洞的存在。第三則是通過看到黑洞成長的過程‘看’見黑洞!
到目前為止,通過間接的觀測,科學(xué)家們在銀河系發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)了20多個(gè)恒星級質(zhì)量黑洞,但可能有上千萬個(gè)恒星級黑洞候選體。
沈志強(qiáng)說:“宇宙每個(gè)星系中心都有一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞。我們居住的銀河系中心就有一顆,它的質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的400多萬倍。除此之外,銀河系還有很多恒星級黑洞!
這些神秘的黑洞和宇宙的誕生和演化有何關(guān)系?它和所在的星系之間又有什么關(guān)系?它又和我們?nèi)祟愑惺裁搓P(guān)系,會不會對我們的生活產(chǎn)生影響?……為了更準(zhǔn)確清晰地解答這些問題,科學(xué)家們想直接“看”到黑洞。
美國科學(xué)家在6月出版的《天體物理學(xué)報(bào)》上發(fā)表了他們的最新研究成果,他們發(fā)現(xiàn)在距地球非常遙遠(yuǎn)的星系中有一個(gè)古老的黑洞,形成時(shí)間在127億年前,即在形成宇宙的大爆炸(138億年)之后大約10億年。因此科學(xué)家為之驚奇,它如何在如此“短暫”的時(shí)間內(nèi),就聚集了如此大量的物質(zhì)成為黑洞。
最古老的黑洞:Q0906+6930
美國斯坦福大學(xué)的天文學(xué)研究小組,在遙遠(yuǎn)的宇宙中發(fā)現(xiàn)了目前為止堪稱最龐大最古老的黑洞。其質(zhì)量是太陽質(zhì)量的100多億倍,這意味著,這個(gè)被稱為Q0906+6930的黑洞,能夠在自己的引力場中吸納上千個(gè)太陽系,其質(zhì)量也相當(dāng)于銀河系內(nèi)所有恒星的質(zhì)量之和。
這個(gè)巨型黑洞位于大熊座星系中央,與地球的距離約為127億光年。據(jù)來自斯坦福大學(xué)的羅格·羅曼尼表示,科學(xué)家們初步確定這個(gè)黑洞的年齡約為127億歲,也就是說,它在“大爆炸”之后10億年內(nèi)就已經(jīng)形成了。
然而,令天文學(xué)家們疑惑不解的是,這個(gè)巨型黑洞是如何能在如此短暫的時(shí)間內(nèi)聚集如此之巨的質(zhì)量。據(jù)羅格·羅曼尼教授解釋稱,為了揭開這個(gè)龐然大物的質(zhì)量之謎,天文學(xué)家們使盡了全身的解數(shù)——包括測量微粒的運(yùn)動速度和多普勒效應(yīng)強(qiáng)度。
眾所周知,黑洞是看不見的,因此,科學(xué)家們只能依靠它發(fā)出的輻射和對相鄰恒星的萬有引力作用來判定它的存在。一般來講,天文學(xué)家們將黑洞分為兩類:星狀黑洞和超大質(zhì)量星狀黑洞。星狀黑洞由質(zhì)量相當(dāng)于幾個(gè)太陽的恒星坍縮形成,而超大質(zhì)量星狀黑洞的質(zhì)量則可達(dá)十億個(gè)太陽質(zhì)量。
它的重量是銀河系所有恒星的總和,體積大到裝下我們1000個(gè)太陽系還有余。領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的美國斯坦福大學(xué)天文學(xué)副教授羅杰·羅馬尼說:“這個(gè)黑洞在宇宙還十分年輕時(shí)就形成了,而且它的巨大體積,很讓我們吃驚。像這樣巨大的黑洞很少見。”

黑洞是人類肉眼無法看見的,科學(xué)家只能通過測量微粒的運(yùn)動速度和多普勒效應(yīng)強(qiáng)度,既離我們遠(yuǎn)去的天體發(fā)出的光波長變長,譜線向紅端移動,這種現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng),通過測量它附近發(fā)射出的X射線和伽馬射線,來確定它的存在,并測量它對位于它附近的星體的引力效應(yīng)來確定它的質(zhì)量。但是這個(gè)巨大黑洞如此之遠(yuǎn),科學(xué)家找不到它附近適當(dāng)星體。羅杰·羅馬尼說,科學(xué)家計(jì)劃進(jìn)一步測量位于它附近的發(fā)射出的X射線和伽馬射線,對它進(jìn)行精確的測量。到2007年,新的伽馬射線天文望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射,將對研究這個(gè)大黑洞有更多幫助。不過,這個(gè)黑洞只是羅杰·羅馬尼他們確定的要研究的200多個(gè)黑洞中的一個(gè)。
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