黑洞,神祕的生命週期

黑洞是宇宙中十分神秘的天體,在黑洞附近,引力被髮揮到極致,甚至連光都無法逃脫。

然而黑洞也有自己的生命週期,也同樣需要經歷死亡。


黑洞,神秘的生命週期


黑洞的誕生:

一顆恆星的死亡,或許意味著黑洞的誕生。

但是恆星想要坍塌成黑洞,至少需要10倍太陽的質量,黑洞的誕生與恆星的死亡密切相關,在宇宙中是普遍發生的事情。

恆星在壽命盡頭的爆炸和坍塌,會產生強大的衝擊波,這些衝擊波可以壓縮更多的氣體和塵埃,從而促進宇宙星系的形成。


黑洞,神秘的生命週期


人類觀測到的超大質量黑洞,擁有太陽質量的100萬倍,甚至10億倍,但是這些黑洞都是以小型黑洞發展而來。


黑洞的成長:

天文學家發現的超大質量黑洞,形成時間大約在130億年前,質量是太陽的10億倍。黑洞,是如何獲得如此巨大的質量?

對於超大質量黑洞,科學家有兩種解釋:

  • 在早期宇宙,物質密度較大的時間裡,一些高密度區域直接坍塌成黑洞。這些物質還沒有經過成型的轉變,就被黑洞吸收。
  • 早期星系中,較小的黑洞在星系中心逐漸合併,形成大型黑洞。當然,這種理論需要黑洞的初始大小足夠,否則會導致成長速度非常慢。​


黑洞,神秘的生命週期


黑洞形成後,會不斷捕獲周圍的物體。

當物體掉落到黑洞上,就會逐漸增加黑洞的整體質量和體積,從而不斷髮展積累,這也是黑洞成長的一種方式。


黑洞,神秘的生命週期


黑洞的死亡:

黑洞似乎一直在不斷吞噬物體,不斷成長,黑洞會死亡嗎?

史蒂芬·霍金提出“霍金輻射”,利用霍金輻射的物理機制,黑洞有可能消失。

根據海森堡測不準原理,真空會憑空產生粒子和反粒子,兩者會碰撞消失,迴歸能量,這類似能量的自然傳遞。

在黑洞的引力場下,一個粒子墜入黑洞,另一個粒子就會逃脫,從而帶走黑洞的部分能量,產生輻射。

黑洞,神秘的生命週期


霍金輻射還沒有被明確觀測到,但是很多實驗數據表明,黑洞確實存在一定的輻射。

另一方面,霍金輻射的作用效果非常緩慢,以人類的壽命,觀測一對粒子或許就要耗費終生。就算宇宙誕生時產生了黑洞,也需要10^54年時間,才能消耗完一個黑洞。

所以說,目前肯定沒有因霍金輻射而消失的黑洞。


黑洞,神秘的生命週期


​黑洞,是古老而又神秘的天體。

對於人類來說,黑洞發生的一切,都很難去解釋。在人類有限的生命中,或許可以破解黑洞之謎,或許黑洞永遠是個謎。


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