它是宇宙中最恐怖的存在,但运作原理与最微小的结构出奇相似!

宇宙探索 2018-06-11 15:05:53

科学家莱恩哈德是第一位真正发现黑洞存在的人。不过除此之外,他的团队还发现了一个在其生命周期中已吞噬数百万颗恒星的物体,天文学家将它称为超大质量黑洞。

如今莱恩哈德克团队有一个新目标,就是提高影像的清晰度,并捕捉黑洞吞噬物体时的画面,拍摄黑洞消灭太接近它的物体让物质消失的情景。那里是一个重力极强的诡异世界,一切都会被扭曲,再也没有直线。时间也被扭曲,所以偶尔当气体进入那个银河系中心的黑洞,就会产生一些雷暴,可以从外面看到那些闪电。

但是要研究这个黑洞能够使如何吞噬物质,以及它极强的重力是如何扭曲空间与时间,都需要利用功能比目前强大很多的望远镜才有可能。他们的计划是,结合智利的四个八公尺口径望远镜射出的光束,好让它们发挥等同于一个100公尺口径望远镜的效果。等这个巨大的望远镜开始运作时,他们就能清楚看到比目前所能看到还小五倍的东西,他们希望能观察到物质如何进入到黑洞的嘴里。

天文学家目前认为几乎每个星系,在它的核心都有一个超大质量黑洞。科幻小说将黑洞视为宇宙的时光机,或通往平行宇宙的入口。但是真实世界的科学家发现,真相比科幻小说还奇怪。靠近黑洞,你将进入的世界是非常大与非常小的东西都无法区别,而真实与幻觉则是完全一样。

天文学家一直在研究数十个遥远星系的中心,尝试找到黑洞的踪迹,希望能多了解一些这种让人费解的物体。结果在全部或将近全部的星系中,只要我们去观察,就会发现在它们的中心都有一个超大质量黑洞,所谓的超大质量黑洞,是指质量比太阳多100万到10亿倍的黑洞。气体飘到黑洞上空时,就能看到超大质量黑洞,在气体即将被吸进去之前,它会被加热,并发出许多能量,所以会变得很亮。

但在研究这些巨大黑洞周围的发光气体时,天文学家发现一个完全出乎意料的现象。宇宙中有一场舞会在进行着,它的规模大得几乎让人难以想像。你会看到有两处最亮的点,而不是一处,原本预期的是在一个星系当中只有一处来自一个黑洞的最亮点,但我们看到两处速度不同的最亮点。

天文学家开始思考两个星系相撞时会如何,如果两个星系的中心都各有一个黑洞,那些质量庞大的物体会怎样呢?它们不会正面撞上,而是开始旋转,就像跳舞。而侦测这些跳舞中黑洞的方法,就是观察它们发出的光,当黑洞靠近我们时,可以侦测到波长较短的光聚集在一起,所以看起来比较蓝。而对那些离我们越来越远的黑洞,可以看到比较红,波长较长的光。所以黑洞在跳舞时就会有这种红光与蓝光的特征。 天文学家在扫描宇宙时,发现相同的非凡舞会不断地出现,在纵多的星系中,黑洞都成双成对,并在漆黑的宇宙中相伴共舞。天文学家认出了90个年龄是目前宇宙年龄一半的星系,其中有32个,也就是大约三分之一都有黑洞,那些黑洞都显示出这种蓝光与红光的特征。所以让人惊讶的是有如此高比例的黑洞并不是静止在星系的中心,而是与另一个黑洞在跳舞。

科学家认为,发现黑洞跳舞的现象开启了研究黑洞内部的全新方式,因为它们的舞蹈可能不仅观察得到,还可能听得到。科学家爱因斯坦将空间与时间视为有弹性的物质,可以被重力扭曲,黑洞只是这种物质里一口很深的井罢了。两个黑洞彼此靠近时,这两口绕轨道运行的井会搅动时空,并传送出能传送到宇宙各处的涟漪,会以光速前进传送到宇宙各处。

过去几年来,天文学家一直在设法预测黑洞在绕着彼此旋转时所发出的声音,这当中的计算可是困难重重。制作两个巨大的物体在时空之海中所产生的风暴模型,需要复杂的数学计算,以及长年数月的超级运算。当小黑洞在环绕较大黑洞时的轨道运行时,它真的会发出击鼓的声音,而鼓就是时空本身,一开始的频率较高,速度也较快,直到它掉进大黑洞,进入它的咽喉,然后两个黑洞会一起发出声音,到最后形成一个黑洞,接着频率也会提高。

因为黑洞将空间与时间搅动得很厉害,一个黑洞环绕另一个黑洞时的轨道,看起来一点都不像地球环绕太阳时的轨道。它的轨道会进来环绕黑洞,接着会绕一整个圆形的回圈之后才再绕出去,因此轨道不是椭圆形,而是宛如三叶草的形状。

这种三叶草般的轨道一直出现在模拟过程中,天文学家也被吓了一跳,因为宇宙中最重的两个物体彼此环绕时的路径图,跟两个最轻物体彼此环绕时的路径图非常相似,那就是原子内部的质子和电子。可以用大黑洞来代表一个典型的原子,代表一个原子核,小黑洞则代表一个电子,它们在一起时,就会形成一个真正的原子。


友情链接