黑洞是宇宙中最为强大和神秘的天体了。
强大是因为它可以吸附一切进入其引力范围内的物质,将它们扯碎并拉入其中。神秘则是因为这种强大的天体是完全不可见的。想要逃脱一个天体的引力束缚就必须要具有一定的初始速度,天体的引力越大,所需要的速度就越快,而在黑洞的“事件视界”范围之内,逃逸速度已经超过了光速,所以即便是光也无法逃脱。我们能够看到一个东西,就是因为光,而光逃不出黑洞,所以我们也就看不见黑洞。
那么,迄今为止我们观测到的那些黑洞又是怎么回事呢?
那是我们借助黑洞周围的物质观测到的。黑洞拥有强大的引力,会吸积周围的物质,这些物质被黑洞强大的引力扯碎,在黑洞周围形成一个高速旋转的盘状结构,因为速度很快,这些物质彼此之间会因为剧烈的摩擦而被加热,并发出强烈的电磁辐射,所以我们就能够看到它们。也就是说,我们看到的其实不是黑洞,而是黑洞周围的物质。还有一些黑洞周围已经没有什么物质了,但它有一颗伴星,其强大的引力会对伴星产生影响,而我们通过伴星的变化也能发现黑洞的存在。
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如果黑洞周围既没有物质,也没有伴星,会怎么样呢?
那它就是完全不可见的,我们就称它为“孤立黑洞”。黑洞是由大质量恒星消亡后而形成的,我们的宇宙已经138亿岁了,我们所在的银河系年龄也超过了100亿岁,恒星的寿命与质量成反比,质量越大,寿命就越短,这也就意味着广袤的宇宙中、银河系之中都已经有大量的黑洞存在。科学家估计,仅银河系中的黑洞数量就应该在10亿个以上,而它们之中的大多数可能都是孤立黑洞。
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“小行星撞击”是一个比较流行的宇宙灾难话题,但其实孤立黑洞要比小行星危险得多。
首先,黑洞的破坏力要远超小行星,假如一个黑洞进入太阳系,太阳系中的大小天体都会受到它的引力影响,所有星体的轨道都会被扰乱,整个太阳系可能会因此而分崩离析,甚至彻底坠入黑洞之中。其次,小行星是看得到的,现今的人类科技已经可以对小行星的运行轨迹进行追踪,但孤立黑洞却是完全不可见的,假如现在有一个孤立黑洞从遥远的宇宙中空间奔着太阳系而来,我们根本无从知晓。
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孤立黑洞就如同宇宙中的潜行猎手,危险而又难以被发现。
真的就没有一点办法可以发现它们吗?其实也不是。任何有质量的物体都具有引力,而引力会导致周围的时空发生弯曲,质量巨大的天体周围时空的弯曲也是非常明显的,这就会导致经过这一区域的光线发生偏折。所以当有一个质量足够大的天体运行到背景恒星和观测者之间时,背景恒星发出的光就会因引力透镜效应而变得更亮,而且光线原本的运行路径也会被改变,从而使观测者觉得恒星的位置发生了变化。
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利用这种引力透镜效应,我们就有机会发现孤立黑洞的存在。
这不仅是一个理论,在2011年的时候,科学家就利用这个方法发现了位于人马座方向上的一个孤立黑洞,并将其命名为“OGLE-2011-BLG-0462”。在后续的研究中,科学家通过发15个望远镜,经历十几年的观测,终于确定了这个孤立黑洞的半径约为21.1公里,是太阳质量的7.15倍,距离地球约5000光年。
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