黑洞一边吸积一边辐射
可见 , 黑洞吞噬物质还是很讲究的 , 就算是吞噬一整颗恒星 , 也会慢慢来 , 毕竟“心急吃不了热豆腐” 。
在知道了黑洞是如何吞噬物质以后 , 科学家就急于找到黑洞怎么消化的问题 。
从前克劳修斯使用热力学第二定律证明了这样一件事 , 那就是宇宙就像是一条发源于高山的河流 , 只能从高处流向低处 , 直到进入“大海”终结 。
当咱们将宇宙比作一条河流 , 那它就是有始有终的 , 而此前科学家认为宇宙的终点就应该是黑洞 。
毕竟在我们看来 , 只要时间足够长 , 黑洞就能够吞下所有的物质 。 但是随着进一步深入 , 人们发现黑洞并不是宇宙的终点 , 因为黑洞是会发出辐射 , 慢慢消化吸入物质的 。
黑洞不是宇宙的重点
在1972年时 , 霍金发现了黑洞可以通过吸积物质的方式让自己的质量增加 , 但是也能够通过向外发射物质 , 从而实现“减重” 。 因此他很快展开了相关的研究和计算 , 最后的结果证明 , 不光是旋转的黑洞会向外辐射物质 , 非旋转黑洞也能做到 。
霍金辐射示意图
在这种情况下 , 霍金辐射指的就是由于黑洞的视界附近存在的量子效应 , 而释放出来的黑体辐射 。 并且 , 如果在黑洞演化的过程中 , 没有足量的辐射进入 , 那么黑洞的这种衰变会使自己慢慢消失 。
据推测 , 一个质量10^11( 1000亿)个太阳质量的超大质量黑洞将在大约2×10^100年内蒸发 。 在超星系团坍缩期间 , 宇宙中的一些巨型黑洞将继续增长到大约10^14个太阳质量 , 即使是这样在长达10^106年的时间范围内也会蒸发掉 。
黑洞寿命的预测
在霍金辐射的理念下 , 黑洞并不是只会无限扩大 , 有着单一指向的存在 , 它也会消耗 , 并且也有可能在漫长的岁月中渐渐消亡 。 不过 , 以人类文明存在的时间来说 , 我们是无法看到黑洞消亡了 。
当然 , 无法目睹黑洞一生的始终也无所谓 , 对人类来说 , 研究黑洞已经成为了必须要做的事情 , 因为在这片神秘的区域背后藏着许多奥秘 , 也许还有“宇宙造物主”留下的终极答案 。
研究黑洞找到答案
值得一提的是 , 因为黑洞视界当中的所有物质都无法逃离 , 所以我们观察黑洞时无法使用常规的方法 , 而是要用到一些特殊的手段 。
黑洞的探测方法首先就是可以利用引力效应 , 因为黑洞本身具有巨大的引力 , 而这种引力会影响到周围物质的运动 。 所以我们只需要找到宇宙当中那些围绕着不可见核心做着运动的天体 , 就能够找到黑洞的位置 。
黑洞会吸引天体
其次就是利用辐射效应 , 虽然说黑洞本身并不会发光 , 但是由于巨大引力场的存在 , 使它可以不断地将周围的物质“吸进去” , 而在这个吸入的过程中 , 物质会做加速运动 。 当物质与物质之间处于高速摩擦的状态之后 , 就能够产生高温高压 , 从而被电离成等离子态 。
这些带电粒子在飞入黑洞的过程中 , 会疯狂的向外辐射 , 最常见的就是X射线 。 所以我们在深空探测的时候只要去刻意的观察一下宇宙中的X射线源 , 基本上就能确定黑洞的位置了 。
炫目的X射线
最后就是使用引力透镜 , 这种方法主要是利用了距离黑洞较远的光线 。 距离黑洞较远的光线 , 不仅不会被吸入 , 还会在引力作用下弯曲 , 最终变成一个“透镜” , 这样的话我们就可以利用它来观察黑洞 。
值得一提的是 , 黑洞的预言已经在长期的观察和研究当中被证明了确实存在 , 但是它的好兄弟“白洞”却依旧只是一个预言 。
在上世纪六十年代 , 诺维可夫和尼曼等人以物质世界的对称性为基础 , 提出宇宙中肯定存在着与黑洞相对的白洞 。
黑洞与白洞是相对的
这两者的运动过程是相反的 , 如果说黑洞是“疯狂吞噬” , 那么白洞就是“疯狂吐出” 。 不过当时提出这一理论的人们 , 认为黑洞是只出不进的 , 在这种情况下 , 自圆其说地提出了该预言 。
但是通过霍金辐射大家也都明白了 , 黑洞并非只出不进 , 只是辐射得比较慢罢了 。
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