既然黑洞看不見,那麼憑什麼說宇宙中存在黑洞?

未來探索菌


黑洞,能夠吞噬一切靠近的物質哪怕是光線,如果沒有光線從黑洞中逃逸出來,我們確實看不到黑洞!

不過好在人類擁有無窮的智慧,很多時候(其實應該是大多數時候)天文學家們不需要直接看到某種天體才能確定它的存在!

不能看到黑洞,自然有其他的方法。其中常用的方法就是觀測一些天體的異常運動規律來判斷黑洞的存在!天文學家們也是通過這種方法發現超大質量黑洞的!

簡單來說,如果宇宙中某些天體(主要是恆星)運動速度異常快,而且圍繞著一箇中心快速運轉,通過計算可以得出中心天體的質量和體積,就可以知道是不是黑洞!

就好比即使我們看不到我們的太陽,但我們仍然可以通過地球,金星,火星等天體的運動規律來推測太陽所在位置到底是一個什麼天體!

如果把我們的太陽換成一個同等質量大小的黑洞,對於地球和其他天體的影響並不大,只是我們不再有賦予我們生命的太陽光而已!

事實上,天文學家們觀測到的絕大部分天體都不是通過直接觀測到的,比如說所有的地外行星都不可能直接觀測到!

同時,由於宇宙的浩瀚,很多事情我們都無法直接做到,比如測量地球的質量,太陽的體積和溫度,我們不需要非得飛到太陽上然後插入太陽測量溫度!


宇宙探索



在經典的廣義相對論當中,黑洞是一種連光都逃脫不出來的天體。因為沒有光逃脫和產生,所以黑洞看起來是一個完全黑色的球體。儘管不能直接看到黑洞,但是有很多方式間接判斷。最直接的方式就是通過黑洞周圍運動的天體來推斷中心天體的質量,其後來推斷質量密度,如果中心天體的質量密度遠超其他可能的候選體,就可以推斷中心天體很可能是黑洞。我們銀河系中心的超大質量黑洞就是利用這種方式來推斷的。而對於銀河系中心的黑洞,天文學家還在利用黑洞陰影的方式來確認黑洞,利用亞毫米波望遠鏡進行觀測,希望看到像《星際穿越》電影中黑洞的樣子。


對於恆星量級的小質量黑洞,可以通過伴星的運動來推斷主星的運動。如果主星是正常恆星的時候,通常會在光學或者其它的波段產生輻射,但是如果是黑洞或者中子星的時候,主要的輻射將會在X射線波段。通過伴星如果推斷出來主星的質量大於3個太陽質量的話,通常就可以判斷為黑洞了,因為中子星的質量不可能超過3個太陽質量的。到目前為止,通過此種方式,已經確認了大約20多個恆星級黑洞。


上面講的這些方式,其實都不能完全確認黑洞。最直接的方式還是來自於引力波。2015年之後探測到的引力波,幾個事例的波形都和黑洞相撞產生的波形完全符合,這可以說是對黑洞的最直接驗證。


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