黑洞探究

作者:爱新闻 郭颖颖 来源:中国日报网
2015-05-07 13:56:35

黑洞探究

宇宙飞船飞入黑洞后会是什么景象? 

时空之旅真的可以成为现实吗?关于黑洞的一切都在吸引着你。的确,黑洞的强大引力,即使是光子也无法挣脱。不过,除此之外还有些东西我们难以查明。也许,这才是黑洞真正的“黑”:它是一个迷,是一个无穷的深坑,吸引你,或者说是迫使你一步一步地向它靠近。

探寻黑洞之旅是一趟单程旅行。一旦穿过了黑洞视界,就无法回头,甚至连光都无法逃脱。最可能发生的情况是,你将不幸死亡。如果这些还无法打消你对黑洞的兴趣,那就让我们一起来看看,如果你真的经历一场时光之旅,你将会看到什么。

当一个巨大的恒星燃烧殆尽的时候,在自身重力作用下开始塌陷,最终发生爆炸,形成了黑洞。只有质量足够大——大约是太阳质量的25倍以上的恒星才能形成一个黑洞。在银河系中,每1千颗恒星中就有一颗质量大到足以产生黑洞,而银河系中至少有1千亿颗恒星——这也就意味着,在银河系中暗藏着大约1亿个黑洞。不过,别忘了太空是无限大的。即使你是以光速的速度前进,那么最近的黑洞也远在天边,需要走1000年才能到达。

那么,我们就假设你通过扭曲的通道或者虫洞,顺利地开展你的星际之旅,到达某个黑洞附近了,呈现在眼前的又会是什么呢?

像管道排水一样

什么都看不见。不出所料的,真正的黑洞就是黑的。如果你绕着它观察一圈,你会发现它是球状的,而不是像卡通片《跑路者》(Road Runner)中所描述的,黑洞是扁平的无底洞。正如宇宙中大部分的物体在某种程度上都是旋转的,黑洞也很可能是旋转着的。如果这样,那么黑洞就不是一个正圆,而是中部略鼓的球体。

更值得注意的是,在银河系内部的一个超重黑洞,其质量是太阳的4百万倍。强大的引力吸引了大量的气体和尘埃,形成一个吸积盘在黑洞内螺旋运动,就像在排水一样。气体和尘埃在运动的过程中不断摩擦,产生辐射,释放出能量和带电粒子。

处于不断摩擦中的吸积盘耀眼夺目。由于黑洞是包裹在气体和尘埃中的,人们无法直接看到黑洞本身。不过,你可以看到黑洞的强大引力使其周围的光线发生弯曲和折射,进而形成一个肉眼可以观察到的光圈,环绕在这些物质周围,也就是所谓的黑洞阴影。黑洞的重力使阴影发生弯曲,呈现在我们眼中的是比黑洞本身大5倍的图像。

通常情况下,我们认为光线是不可阻挡地以直线的形式传播的。但在黑洞附近,在强大的引力作用下,光子受到弯曲,环绕着黑洞运行。一些光子试图摆脱这种引力,于是进入人们的视线(或者望远镜),于是人们就观察到了环绕着黑洞阴影的明亮的圆环。

同时,吸积盘内部物质接近光速绕着黑洞以漩涡式的路径运动。根据爱因斯坦的相对论,如果光源以飞快的速度冲向你,那么它看起来会更加明亮。当你将目光投向黑洞时,多少有一些吸积盘在侧面。朝向你这一面的吸积盘就会显得更加夺目,于是在那一侧的黑洞产生一道明亮的弧线。

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