宇宙中神秘的黑洞 神秘黑洞犹如宇宙探照灯

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宇宙中神秘的黑洞
据美国太空网报道，目前，科学家最新探测发现银河系中心溢出高能量放射线形成的两个巨大气泡，并认为这两个巨大的气泡源自一个超大质量黑洞的喷发。每个神秘的宇宙气泡结构直径跨越25000光年，两个气泡连接起来可覆盖可见夜空一半的区域，它们喷射着伽马射线(高能量波长光线)。




研究人员称，宇宙气泡结构表明数百万年前存在着爆炸式的恒星诞生，或者它们形成于银河系中心一个超大质量黑洞喷射大量气体和灰尘之中。美国哈佛-史密逊天体物理学研究中心的道格-芬克贝涅(Doug Finkbeiner)是该项研究负责人，他说：“目前最新发现的银河系巨大气泡结构仍存在着谜团，我们并不能完全理解它的特性或者起源。”

扫描银河系伽马射线
芬克贝涅和研究小组使用美国宇航局费尔米伽马射线望远镜观测绘制了太空伽马射线，并对望远镜观测数据进行了研究分析。据悉，该望远镜是迄今发射的最高清晰度的伽马射线探测器。




通过过滤弥漫太空中的伽马射线背景薄雾，研究人员能够探测到这个巨大气泡结构。科学家并未进行盲目性的研究分析，之前一些天文学家使用其它仪器发现在银河系中心区域潜伏着一种巨大的未知结构。

研究人员称，德国伦琴人造卫星的X射线观测结果表明巨大气泡结构的边缘接近银河系中心，同时，美国宇航局威尔金森微波各向异性探测器在气泡伽马射线的位置探测到额外的无线电信号。




芬克贝涅在接受新闻媒体采访时说：“我们肯定发现了某些事物，这些信号暗示着此前尚未发现过，但目前没有令人信服的证据。”这两个巨大气泡结构十分显眼、神秘且非常庞大。他指出，这两个巨型气泡结构释放的能量相当于10万颗超新星释放的能量。

这两个气泡连接起来时其直径跨度50000光年，是整个银河系直径的一半。该结构在太阳系和银河系核心之间尽可能地延伸。由于气泡延伸在不同的平面，它们将不会包裹吞并地球。这项研究报告将发表在近期出版的《天体物理学》杂志上。



宇宙中神秘的黑洞
气泡结构形成之谜

目前研究人员仍不能确定这种巨大的气泡结构是如何形成的，但该结构具有轮廓鲜明、清晰可辨的边缘，这暗示着它们是由较大、快速，且相当近期释放的能量形成。
芬克贝涅称，气泡结构的两个主流形成因素是数百万年前大量的恒星形成，以及银河系中心黑洞释放活跃能量，这个黑洞的质量相当于太阳的400万倍。

天文学家已观测研究银河系中心超大质量黑洞释放的强大喷射流，落入黑洞的宇宙物质对这些喷射流提供“燃料”。美国普林斯顿大学天体物理系主任大卫-斯彭格尔(David Spergel)说：“这两个庞然大物一旦接收‘燃料’，将产生非常强大的爆炸。”




神秘黑洞
研究人员称，虽然目前我们没有直接的证据显示银河系的黑洞释放喷射流，但这项最新研究可能是银河系中心黑洞能量活跃喷射的首次证据。

目前，科学家正在进行更多的研究分析，试图更好地理解何种因素驱动新发现的银河系气泡结构，以及从中能够揭示多少关于银河系和宇宙的特性和秘密。



神秘黑洞
斯彭格尔说：“无论巨大气泡之下的是什么样的能量，都将关联至更深的天体物理学疑问。”



宇宙中的黑洞
揭秘了宇宙中神秘黑洞行为，提出了关于黑洞扭曲时间和空间的恐怖事件与引力波之间的联系。黑洞是宇宙中如此奇怪的天体,它的行为违反了常规的物理定律,使得我们很难相信它们实际上存在的。然而,科学家认为证明黑洞真实存在的证据几乎是绝对可靠的。





黑洞作为宇宙中行为极其怪诞的天体

在这些对黑洞研究具有开创性研究的物理学家中，其中就包括了一位已经阐明这些“看不见天体”某些行为引力物理与天体物理学家基普·索恩(Kip Thorne)，他是一名美国加利福尼亚理工学院的名誉退休教授，同时也是领导黑洞如何扭曲时间和空间宇宙学理论的建造者。基普·索恩在8月3日出版的《科学》杂志上阐述了一些关于黑洞的最新想法。




计算机模拟显示一团巨大的气体云坠入半人马座A黑洞中的情景

对此，我们了解到索恩关于扭曲的时间和空间、黑洞的奇怪物理性质和探寻一个大统一物理理论的想法。在基普·索恩的一篇论文中提到黑洞完全由物质构成，且是一个单独的时空。质量相当于能量,根据爱因斯坦的理论,质量或能量可以采用各种不同的形式。它可以以某种形式形成能量，在这种情况下,黑洞也可以采用质量或能量的形式嵌入其自身扭曲的时空。
     
  
        
当一颗恒星演化变成黑洞时，它的质量会发生怎样的变化呢？当黑洞形成时，构成恒星的物质和原子在黑洞的中心坍缩消失。虽然恒星物质消失，但是其质量在某种意义上同能量对等，即质量已经转换成能量进入黑洞的扭曲时空。




XTE J1550 – 564双星系统中一个质量为太阳质量十倍的黑洞

两个黑洞之间的碰撞是宇宙中非常神秘的事件。基普·索恩认为这个事件是会发生的，在我们的银河系中大约10万年就会发生一次黑洞相撞事件。我们不确定这一数字是否真实可靠，也可能是每一万年或者每隔1000万年才发生一次，从我们可以观测到的整个宇宙空间看，两个黑洞之间的碰撞事件更像每一分钟或者一秒钟发生一次。
当两个黑洞相撞时，时空会发生怎样的变化？每个黑洞像地球自转一样围绕着它的自转轴旋转。这样的旋转形成了两个扭曲时空漩涡，有点像浴缸放水时形成的漩涡一样。其中一个漩涡在黑洞的北极显露，另一个漩涡则在南极。这只是黑洞扭曲时空的一个方面。当两个黑洞相互绕行、碰撞和合并时，这些漩涡就开始清扫周围和合并的黑洞附近。也因此它们得以沉积在表面上，也就是我们所说的合并黑洞的事件视界上。




4C60.07碰撞星系中黑洞融合的艺术照

所以我们现在可以看到四个漩涡在黑洞的事件视界上出现。当这些黑洞旋转时，这些漩涡就像星系的旋臂，旋转喷头喷出的水一样扫回。它们向外、向后跳跃着，构成了引力波。那么有没有不存在黑洞的可能性呢？现在为止，我们有非常广泛的黑洞观测数据。在星系中央的主要暗物质被作为一种美丽的观测景象，我们可以看到，众多恒星如彗星一般沿着轨道绕着中心物质旋转。他们摆动着接近该对象，然后被抛回。
我们可以知道这个物质的重量，它的质量范围似乎可达到太阳质量的400万倍。它不产生任何的可见光波段的信息，但随着时间推移，它会不定期地发射无线电波。这个应该就是我们所想的黑洞行为模式。在数十年前也有人疑虑过这个问题，现在在天文学家们的心目中却是毫无疑问的。的确，射电观测的巡天数据库日益庞大，技术手段越加先进，是非常令人印象深刻的。




M 81星系中存在一个正在吞噬周围宇宙物质的巨型黑洞

当人们谈论的黑洞时，通常探讨黑洞中的神秘奇点问题。那里真的是一个具有无穷大的密度且容积为零的地方吗？基普·索恩认为这是一种形容的方法，但是奇点就如同黑洞本身，我们认为其结构以及物流属性是相当复杂的。当我们接近宇宙的奇点时，我们会发生强大的引力会以一种混乱的方式不断地拉伸、挤压你,最终将你拉扯成“意大利面条”并变成粒子的形式。而当你到达奇点时，我们所知的经典物理定律会被打破，完全变得无效了，而这时量子引力定律取而代之。在我们没弄清这些物理定律之前，就不能妄言奇点中心的本质。
     
  
        




4.3亿光年外鲸鱼座Arp 147交互星系中壮观的黑洞环

另外，我们需要一个大统一的理论来真正揭秘黑洞内部会存在何种怪诞的事件吗？对此，我们需要一个明确的引力场的量子论，该理论是大统一理论（GUT）的一部分——是主要缺失的一个环节，而大统一理论旨在研究强相互作用和电磁作用、弱相互作用统一的大理论。因为我们知道，当扭曲的空间和时间变得同相对论的预言一样极端时，相对论便会失效，而量子效应则会更加强化。所以我们必须要有一个阐述扭曲的时间和空间以及量子物理的统一广义的相对论，内容包含时空如何扭曲以及扭曲过程中的不确定因素。

盘点十大奇特黑洞：揭神秘宇宙探照灯

　　据外国媒体报道，黑洞是恒星塌陷爆炸后的产物，同时也是宇宙中最为强大和最为神秘的天体之一。美国宇航局对一系列令人惊异的黑洞图片进行了汇编整理，文中刊登的10幅黑洞图片便是其中最不可思议的代表之作。
　　1.黑洞影响



　半人马座A星系内一个超大质量黑洞产生的影响
　　这幅照片由钱德拉X射线望远镜拍摄，展示了半人马座A星系内一个超大质量黑洞产生的影响。
　　2.双黑洞
　　照片同样由钱德拉望远镜拍摄，展示了M82星系。这个星系拥有两个明亮的X射线源。美国宇航局认为照片中的这些点可能就是两个超大质量黑洞的“出发点”。



照片中的这些点可能就是两个超大质量黑洞的“出发点”
　　研究人员认为黑洞在恒星耗尽燃料，燃烧殆尽后形成，自身的引力导致恒星塌陷并发生爆炸。恒星物质塌陷后的密度无限大，形成一个终极时空曲线。
　　3.婴儿黑洞出生
　　美国宇航局最近宣布，他们第一次观测到附近一个星系内发生的黑洞“诞生”过程。这个黑洞由爆炸的恒星形成。据“探索新闻”报道，这个“婴儿”黑洞位于M-100星系，距地球大约5000万光年。



婴儿黑洞出生
　　这一发现让宇航局陷入兴奋之中，因为他们终于知道了一个黑洞的“出生日期”，进而让科学家对黑洞的研究达到一个前所未有的程度。
     
  
        
　　4.头碰头
　　借助于爱因斯坦相对论确定的证据，科学家认为黑洞一定存在。专家们利用爱因斯坦对引力的认识得出黑洞拥有惊人引力这一结论。



　头碰头
　　这幅图片所用的数据来自于钱德拉X射线望远镜的观测以及哈勃太空望远镜拍摄的一系列照片。宇航局认为图片中的两个黑洞相互旋向对方，这种状况已经存在了30年。它们将最终合并成一个更大的黑洞。
　　5.宇宙探照灯
　　M87星系向外喷射电子流，电子流由一个黑洞提供能量。这些亚原子粒子以接近光速的速度移动，说明星系中央存在一个超大质量黑洞。



　宇宙探照灯
　　超大质量黑洞是星系内质量最大的黑洞，M87星系的黑洞据信已经吞噬了相当于20亿颗太阳的物质。
　　6.弹弓效应
　　美国宇航局认为这幅图片展示了存在一个被弹回的黑洞的证据，由两个超大质量黑洞彼此相撞形成一个系统所致。这个系统拥有3个黑洞，产生所谓的“弹弓效应”。



弹弓效应
　　以超新星的形式爆炸时，恒星会留下一个巨大的残余并逐渐塌陷。这种塌陷意味着它们的体积越来越小，但密度不断增加，达到无限大，最终成为黑洞。
　　7.拖拽恒星气体
　　艺术概念图，一个黑洞正在拖拽附近恒星的气体。黑洞之所以呈黑色是因为巨大的引力吞噬了光线。它们并不可见，研究人员需要找到相关证据，证明它们的存在。



拖拽恒星气体
　　美国宇航局指出黑洞的体积大小不一，小的与一个原子相当，大的则相当于10亿颗太阳。
　　8.类星体
　　艺术概念图，展示了一个类星体。这个类星体位于一个星系中央，是一个超大质量黑洞，四周被旋转的物质环绕。



　类星体
　　类星体是处于早期阶段的黑洞，可能存在了数十亿年之久。它们据信在宇宙古代形成。由于被物质遮住，发现类星体并非易事。
　　9.万花筒般的色彩
     
  
        
　　一幅伪色图片，所用数据来自于美国宇航局的斯皮策和哈勃望远镜，一个超大质量黑洞正向外喷射巨大的粒子喷流。宇航局表示，这个喷流的长度达到10万光年，体积相当于我们的银河系。



万花筒般的色彩
　　万花筒般的色彩说明喷流拥有不同的光波。人马座A星系中央存在一个超大质量黑洞。宇航局认为这个黑洞的质量相当于40亿颗太阳。
　　10.微类星体
　　这幅图片展示了一个微类星体。微类星体据信是质量与恒星相当的小黑洞。如果掉入这个黑洞，你能够穿过黑洞的边界，也就是事件视界。即使尚未被巨大的引力碾碎，你也无法从这个黑洞的后部穿出，逃离升天。



微类星体
　　等待你的将是无边无际的黑暗，任何人也看不到你。黑洞之旅将是一个致命的旅程。如果一个人胆敢进入黑洞，他/她最终将被可怕的引力撕裂。