宇宙的终点——黑洞

我是一个梦蛋

黑洞是什么，至今仍然还没有人能弄明白它的实质。从一些理论中和一些天体的观测中就会发现黑洞是很可怕的一个神秘区域，任何物质经过黑洞都会被它吸引捕获，甚至连光也无法逃脱。因此这种神秘，让人们对它产生各种的猜疑，有一些人认为黑洞里面存在着另一个宇宙，有人认为黑洞是另一个宇宙的入口等等。下面我们来探索宇宙中神秘的黑洞！


1、早期的提出黑洞存在猜想
在牛顿的万有引力定律中，天体依靠引力相互吸引力。例如，地球的引力使地表的物质使之不能随意地飞离地球。如果我们要把摆脱地球引力的控制，那么火箭发射的速度至少需要提到11.2km/s（第二宇宙速度，又称为地球的表面逃逸速度）。不同天体的表面逃逸速度也不同，这与质量关系密切。
那么，有没有可能在宇宙中有这样一种天体，它的表面逃逸速度能超过毎秒30万千米，比光速还要快？


1798年，法国天文学家拉普拉斯大胆地假设如果有一个天体的密度或质量很大，达到了一个限度，这时它很可能是不可见的，因为光速也低于它的表面逃逸速度。他认为“宇宙中最明亮的天体，很可能我们根本就看不到它”。这其实就是一种早期的黑洞理论。
2、人类首次发现黑洞
为了研究宇宙中看不见的光线，美国宇航局研制发射了高能的天文观察系统。在其发回的X射线宇宙照片中，天文学家发现了最惊人的一幕：那些人们认为已经湮灭了的星体依然放射出比太阳这样的恒星体更为强烈的宇宙射线。这证明了长久以来人们的一个大胆设想：宇宙中确实存在着看不见的“黑洞”。
2019年4月10日，人类历史上首张黑洞照片的发布验证了这一结论。此次黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞，其距离地球 5500万光年，质量为太阳的 65 亿倍。在这样的重量，宇宙时空会被压缩出极度凹陷的深坑，而且引力场的范围可以横跨数十万光年。“《星际穿越》是第一部准确描述黑洞的好莱坞影片”


黑洞之所以叫做黑洞，是因为如果我们给黑洞拍一张照片，照片上什么也看不到，因为没有光线能够从黑洞中逃逸出来，你只能看到黑洞周围黑黢黢的一个环（吸积盘）。吸积盘是即将要落入黑洞的物质“挣扎”发出的光（热）。由于引力巨大，圆环对面朝上发出的光被往黑洞中心方向掰弯了，于是效果看起来就是远处的盘面翘起来了。同理可以解释下面那个类似翘起来的部分。


3、黑洞如何形成
有人认为，恒星到了它的晚年，耗尽全部的核燃料，由于自身引力发生坍缩，最终成为一个点，就是我们所说的黑洞。如果坍缩物质的质量比太阳质量大3倍，那么最终的坍缩产物就是黑洞。此类黑洞的质置一般不会很大，不超过太阳质量的50倍。大多黑洞是由恒星的坍塌所形成的。所以有一些黑洞的前身是一些大质量的恒星，这些恒星的质量至少都是太阳的三倍以上，这种黑洞就叫做恒星级黑洞。


另外有人还认为由于在星系或球状星团的中心部分密集分布了很多恒星，以致于星与星之间极易发生大规模的碰撞，导致超大质量天体的坍缩，质量超过太阳1亿倍的黑洞就这样形成了。
还有一种说法认为，也许是在宇宙大爆炸时，产生了极为强大的力量，一些物质被如此强的力量挤压得非常紧密，于是产生了“原生黑洞”。宇宙诞生之初就产生了很多星系级黑洞，这些黑洞应该是随着宇宙大爆炸而出现的。根据研究，在宇宙大爆炸初期，宇宙还是是一个高度压缩的空间。所以在爆炸的高温和高度压缩的高压下，一些致密的区域就变成黑洞，这种黑洞一般来说就叫原生黑洞了。
4、无法逃离的黑洞
因为黑洞是由大量物质挤在很小的空间而形成的（用物理学语言说叫做密度很大），它能够产生巨大的引力，吸引一切靠近它的东西。它产生的拉力非常强大，如果你过于靠近它，甚至拼尽全力快速经过它，都免不了被吸过去的命运。这被航天学家称作黑洞表面，一旦落入黑洞表面就绝无可能逃离。离奇点越近，潮汐力越大，你可能会被撕碎，然后压缩到那个无限小的时空破裂处去。


5、黑洞的未来
宇宙神秘得超乎我们的想象。我们知道宇宙仍处于不断的扩张中，这是宇宙大爆炸的结果，爆炸中心的宇宙核仍是一切物质的来源。宇宙是否会在宇宙核的物质变得很稀薄时停止扩张？是否会因为各天体的自身引力而导致收缩？
相对论给出的回答是肯定的，黑洞的存在也地证实了相对论的判断。
黑洞吞噬宇宙中的物质不断长大，最终长成一个超大质量的黑洞，质量达到太阳的数十亿倍甚至千亿倍；黑洞在吞噬物质的同时，也在辐射能量（霍金辐射），但是辐射速度远比不上吞噬的速度，最后宇宙中所有的恒星都会熄灭，变成黑洞或被黑洞吞噬。黑洞最终会吞噬掉宇宙中所有的物质，宇宙进入会进入一个黑洞时代。宙进入“黑洞时代”之后，进入辐射时代，黑洞将吞噬掉的物质，变为均等能量辐射回宇宙，宇宙能量平均散布在空间中，完全不再流动，宇宙温度接近绝对零度，宇宙“热寂”便是真正的死亡！
想知道宇宙 “热寂”后如何发展吗，点波关注，明天带你继续探索！