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黑洞若是吞噬一切那我们是如何感知黑洞的?
黑洞若是吞噬一切那我们是如何感知黑洞的?
在大家的印象中黑洞确实是一个只吞不吐的天体,但事实上黑洞有很多种方式在宇宙中宣示它们的存在,要不然我们怎么会在***系中发现那么多黑洞呢?
除了Sgr A*之外,银心附近还有很多X射线异常区域!上图是钱德拉X射线望远镜的主要成果之一,非常明显我们以X射线异常区域来标定疑似存在黑洞!为什么黑洞会发出X射线呢?它不是不吐出任何物质的吗?当然黑洞在某种意义上来说确实不吐,但这些高能X射线是它在吞噬物质时的吸积盘发出的,因为物质在掉落黑洞经过吸积盘到视界的过程中,物质会被撕裂压缩发出最后的“呐喊”会从红外辐射开始到可见光最后到高能的X射线,而X射线穿透力最强,可以透过厚厚的尘埃,被钱德拉X射线望远镜所观测到!
这是电子在不同能级下发出的不同波长的电磁波,当然可见光也在这个电磁波谱里!不过黑洞却并非只有这个宣示存在,只是这种方式比较容易找到黑洞,另外黑洞超强的引力本身就是一个BUG般的存在,只要角度合适,我们是不可能不会发现的!
这就是天体的引力透镜效应,当然一些暗弱类天体也会产生类似效果,但黑洞的引力透镜效果较之其他天体是有明显的区别的!
来自银心X射线形成的巨大泡泡,当然这需要在大尺度一下观测才能看到银心的如此级别的X射线范围!当然上图是模拟出来的,我们并不能在这个角度上看到如此大规模的***系全景图,但事实上我们在黄道面垂直方向上确实可能观测到!
黑洞是宇宙的稳定器,是星系的核心,垃圾场,当变异了的星系物质源源不断地进入黑洞,瞬间层层解体为最原始的粒子,原始的粒子没有空间,紧密地挤在一起就象死水一坛,没有涟漪。粒子裂变同时放出巨大温度,当星系衰亡以后,黑洞任务完成,转化为类星体,释放出物质,以保持宇宙物质的平衡。
这个是一个好问题,因为大多数都对黑洞很感兴趣,也知道黑洞的一些性质。许多人对黑洞的印象就是一般发的那些图片,但却不知道我们从没有真正“看”到黑洞究竟长什么样,那些图片基本都是想象图。
我们都知道不管是人眼还是天文望远镜都需要光,但光无法挣脱黑洞的束缚,也就是说我们根本无法看到黑洞。
但是我们又是如何研究它的呢?要知道任何一个事物都不是孤立的,黑洞也是如此。从最早的数学概念到广义相对论发表后,德国物理学家史瓦西得到了一个广义相对论方程的精确解,正式预言了这样一种天体的存在。我们已经在理论上准备充分了。
随着物理学家们对广义相对论认识的加深,以及对各种极端情况下电磁运动的研究,我们现在能很确切的了解黑洞及周边天体的结构,并且能预言出这些结构会导致的种种可观测效应。
目前对于黑洞的观测方法广为认可的有三种:
一、引力效应。
这是显而易见的一种方法,太阳和地球之间存在引力,但地球却没有飞向太阳,而是围绕着它公转。黑洞也是如此如果有一个物体在黑洞的“视界”之外,那黑洞对于这个物体就会和太阳对于地球一样,让它绕着自己旋转。所以,如果我们观测到有许多恒星绕着某个似乎空无一物的区域旋转,那我们可以肯定的是那个空无一物的区域有一个质量巨大的天体,就大概率是黑洞。
二、引力透镜。
根据广义相对论,质量巨大的物体会弯曲周围的时空。而直接的结果,就是形成一种类似放大镜的效应。当有黑洞存在于我们和某些遥远天体之间时,来自遥远天体的星光会被途中的黑洞弯曲和汇聚。
三、活动星系核。
如果我们到了太空没有了引力,是不是不分上下了?
太空也有引力,万有引力公式是F=GMm/r^2。距离越远引力越小,但是太空是没有空闲的地方的。环绕地球运行的卫星仅仅是引力等于离心力,使得其产生失重的现象,人会漂浮起来。
上下都是人为规定的。在环绕地球的航天器上,你可以认为上就是背离地球的方向,下就是地球的方向。当然,除了上下,也可以人为规定前后左右。即航天器轨道方向可以分前后,有了前后就有了左右。
宇航员乘坐航天器,在一般的情况下起飞和降落的时候,由于加速度向上,都是躺着飞的。所以这时候也可以规定个上下。进入轨道之后,怎么规定都可以,根据任务需求和航天器的设计,人也会有个默认的上下概念。因为我们习惯于这样的空间思维模式。现实中太空舱里的航天员并不一定需要分上下。
如果再远一些,我们站到太阳系的角度来看,也可以规定上下。因为天体都是在旋转的,有旋转,就有中心轴。有轴,就可以分上下。
例如,我们规定地球围绕太阳旋转是逆时针。那么要看到地球在逆时针旋转,就需要从上往下看,即从地球的北极方向俯视。如果从南极的方向仰视,那地球就是顺时针。很显然,俯视就是从上往下看,这就是我们平时看太阳系的上下。
主要是我们生存的地球很容易分出来上下,所以我们看待物体的思维方式已经有了惯性,喜欢分个上下左右。无论是我们常见的书本插图,还是电影中,飞船都是按照我刚才的方法规定上下左右的。
像这样把飞船都按照统一的方向摆放,比较符合我们的审美观。而现实中的各个卫星很多都不在一个轨道平面上。如果真的不分方向的话,我们的感官会产生不适感。
当然,怎么分你说了算,没什么区别的。
太空中也是存在万有引力的,人在太空不能分上下是因为容易处于失重状态,分上下方位没有意义。
万有引力可以说是无处不在的,根据万有引力定律,自然界的任意两个物体都存在相互吸引的力,可以用公式F=(Gm1m2)/r^2来计算,其中G为万有引力常数,m1和m2分别为两个物体的质量,r为两个物体的距离。
人在地球上,会有上下的感觉,是因为地球的质量太大了,可以稳稳的将人吸附在其表面,所以地面可以称为下,以地面为参照物就有上的概念了。常说“异性相吸,同性相斥”,这对于万有引力而言,此说法是错的。同性之间也有万有引力,也是相互吸引的,或者说,当你看到这段文字时,我们俩也是相互吸引的,只不过这个力太小了。万有引力也可以说是“月老的红绳”。
宇航员在太空中处于失重状态下时,也是受到引力作用的。比如,国际空间站内的宇航员,其受到地球的引力就充当了对地球的向心力,导致不需要支撑力就可以实现对太空站的静止。因为身体的受力状态和地球表面上很不一样,也就没必要订哪个是上和下了,站着睡觉都可以,不过一般会用睡袋固定的,不然会乱飘的。
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