我們人都會有生老病死,宇宙中的天體也一樣。 恒星無疑是很重要的一種天體。我們之所以能夠存在,全靠太陽照耀著我們。太陽集中了我們太陽系絕大部分的質量。如果有一天太陽“死”了。它會怎么呢? 我們的太陽還有至少45億年的壽命。當氫燃燒完,核聚變結束后。太陽會變成一顆非常大的紅巨星,其邊緣可達現在的地球附近。紅巨星在燃燒完以后,慢慢冷卻,逐漸收縮,太陽最終會成為一顆白矮星。白矮星的太陽只有一絲游魂。當白矮星殘存的一點能量耗盡,太陽的生命也就結束了。它最終歸宿——黑矮星。 所有的恒星都會變?yōu)楹诎菃幔?/p> 答案是否定的,當一顆恒星質量大于太陽的2到3倍。它就會無限地坍縮下去,最終形成黑洞。 我們知道恒星靠核聚變產生能量。從最開始的氫元素,聚變成氦 、鋰、鈹、硼……越來越穩(wěn)定,直到鐵元素結束。聚變產生巨大的向外噴射的能量,這個力剛好可以抵御由萬有引力造成的收縮力。恒星內外受力平衡,結構穩(wěn)定。但是穩(wěn)定的鐵元素的生成標志聚變完結。 這個時候收縮力會突然猛增,恒星開始向內坍塌。當恒星收縮到小于史瓦西半徑時,就形成了黑洞。 史瓦西半徑是一個臨界值,它由卡爾·史瓦西在1916年發(fā)現。當物體收縮到小于這個值的時候就會形成黑洞。地球的史瓦西半徑是10毫米,約為一枚硬幣的大小。太陽的史瓦西半徑約為3公里。 黑洞宇宙中能吞噬一切的怪獸。它的引力十分巨大,可以理解為大到將時空之網壓穿了。確實,無限大的質量都作用于一個點上,它的壓力可想而知。而這個點就是奇點。奇點的密度無限大,熱量無限高,時空極度扭曲。在這里所有物理定律都失效。 黑洞的邊沿稱為事件視界。所有進入此邊沿的物質都會被吸入。黑洞強大的引力甚至連光都無法逃脫。 既然光都無法逃脫,我們“看不見”它。我們又是怎么知道黑洞的存在呢? 通過愛因斯坦的相對論可以計算出黑洞,但最早黑洞只存在于理論上。到1970年,美國的宇宙探測器發(fā)現天鵝座X-1的射線源異常,天鵝座X-1本應該是太陽30多倍的巨大星體,但它被一個看不見的東西牽引著。研究后,科學家認為它就是一個黑洞。這是人類歷史上發(fā)現的第一個黑洞。 我們這一代很幸運,成為人類歷史上第一批“看見”黑洞的人。 2019年4月10日,第一張黑洞照片問世。它是由事件視界望遠鏡拍攝的??茖W家動用了全球的射電望遠鏡對準室女座A星系(M87星系)中心的巨大黑洞。距離地球5300萬光年,足足是太陽的65億倍。照片中的黑洞有些像甜甜圈,下面部分明亮些。我們看到的光圈是黑洞吸積盤在“吃東西”時,發(fā)出的熾熱輻射。 這一張照片凝聚了全球科學家三年的心血,而這兩百多年為了證明黑洞,許許多多科學家奉獻一生,無怨無悔。宇宙有你們的星、人世間長存你們的名。 |
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