假如被压缩到这个尺寸,你也会变成一个黑洞 | 左文文( 三 )


假如被压缩到这个尺寸,你也会变成一个黑洞 | 左文文
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我脑海中闪过的第一个理由是好奇心 , 毕竟很多时候我们是因为好奇而想去做研究 。 但显然这个理由并不能说服大家 。
我们所处的银河系里就有这么一个超大质量黑洞 , 我们为什么不去了解它呢?这个超大质量黑洞和我们人类有什么关系?
它会不会影响到我们的日常生活?
我给大家这样分析一下 , 一方面 , 这个黑洞的质量有410万倍太阳质量那么大 , 它距离我们有2.6万光年 。 距离这么远 , 我们受到来自于它的引力微忽其微 , 所以引力的影响可以忽略了 。
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一颗超大质量黑洞
但如果我们以银河系中心为球心 , 以我们到银河系中心的距离为半径画一个巨大的球 , 大家知道这个球里存在的质量有多少吗?900亿倍太阳质量 。 900亿和410万 , 差得不是一点点 。
所以 , 决定太阳如何运动的不是黑洞 , 而是气体、恒星 , 还有占比最大的暗物质 。 这刚好验证了一句话——团结就是力量 。
另一方面 , 活跃的黑洞会发光 , 并且发的光还很强 。 有意思的是 , 银河系中间的黑洞并不活跃 , 它很宁静 , 所以它发出来的光和能量比较弱 。 又因为我们离它很远 , 所以等到这个黑洞到达地球表面的时候 , 强度就更弱了 。
况且 , 地球自带两大保护层 , 一层是大气层 , 一层是磁场 , 它们保护我们免受高能粒子、高能光子的影响 。 综合这几点 , 我们可以得出一个结论:银河系中心的超大质量黑洞所发出的光 , 对我们的影响可以忽略不计 。
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银河系中有上亿个恒星级质量黑洞
除了银河系中心的这个超大质量黑洞 , 理论上 , 银河系当中还应该存在上亿个恒星级质量黑洞 。 虽然目前只探测到了20多个 , 但一想到还有那么多的恒星级质量黑洞 , 我们是不是应该关注一下呢?
不管是超大质量黑洞 , 还是恒星级质量黑洞 , 对于人类而言 , 目前已知黑洞候选体带来的引力影响都可以忽略不计 。
但是 , 既然每一个大质量星系的中心都有一个超大质量黑洞 , 那么黑洞和它所处的星系之间有什么关系呢?
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黑洞与星系的关系
请大家看看这张图 。 这是离我们比较近的大星系中心的一个黑洞 , 星系中有一个名叫核球的部分 , 而这张图片就反映了黑洞质量和核球质量的相关性 。
我们可以看到 , 它们两者呈正相关性 , 也就是说 , 黑洞质量越大 , 它所居住的星系中心的核球质量也会越大 。
这是不是说明 , 黑洞的成长和星系的成长是相关的呢?目前这个问题还是一个未解之谜 , 所以对黑洞的研究能够帮助我们认识星系 , 认识黑洞和星系的关系 。
除了对研究星系有很大的帮助 , 对研究整个宇宙的历史 , 黑洞的功劳同样功不可没 。 如果把我比作一个活跃的黑洞 , 我正在吃东西 , 正在发光 , 我发出的光会经过一排一排又一排的观众直达最后一个观众的眼里 , 因为今天这个场地很小 , 所以光减弱的效应非常弱 。
可是如果距离我们几十亿光年之外 , 光穿越到地球都需要几十亿年的话 , 那这个黑洞发出的光会非常强 , 光会经过很多的星际介质直到地球 。
望远镜最终记录下的光谱是这样的 , 上面有很多的凹陷区域 , 我们把它们叫作吸收线 , 吸收线反映了黑洞发出的光在穿越的过程中 , 星际介质所留下的痕迹 。
大家现在看到的是我拍摄到的活跃黑洞的光谱 , 通过研究黑洞的光和光上留下的痕迹 , 我们可以研究星际介质的分布有多少 , 它们是怎么分布的 。 所以 , 研究黑洞有利于研究宇宙的历史 。
虽然超大质量黑洞、恒星级质量黑洞在银河中对我们的影响非常小 , 但对于研究黑洞自身、黑洞与星系、黑洞与宇宙来说 , 黑洞的研究都是非常关键的 。 黑洞还有很多的秘密没有解决 , 这都促使我们一定要去研究黑洞 。
科学家如何研究黑洞
不知道我上述说的理由能不能说服大家 , 黑洞研究其实是非常有意义的 , 有价值的 。 那我们到底该怎么研究黑洞呢?
前面提到的直接证据或者间接证据 , 一方面证实了黑洞的存在 , 另一方面也是研究黑洞的好素材 。 下面我给大家讲一讲 , 我是如何利用黑洞发出的光来探测黑洞周围气体的运动 , 进而知道黑洞的质量的 。