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黑洞，難解的宇宙謎題

2021.03.17

黑洞的大名，可謂無人不知無人不曉。但若問你黑洞究竟是什么，黑洞是如何產(chǎn)生的，能夠回答上來的人卻又寥寥無幾。

其實(shí)，科學(xué)家們從未停止過對(duì)黑洞的研究。

2019年4月10日晚，包括中國在內(nèi)的全球多地天文學(xué)家，同步公布了這張黑洞照片。這是人類首次一睹黑洞的真容。

事件視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目組拍下的黑洞照片

這張照片雖然看起來非常模糊，仿佛看不出個(gè)所以然來，然而，它其實(shí)大有文章。發(fā)光的區(qū)域就是黑洞外圍，中心黑色的區(qū)域就是黑洞的視界線內(nèi)部了。

黑洞照片動(dòng)態(tài)示意圖

根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論，黑洞誕生于超大質(zhì)量恒星的殘骸，當(dāng)恒星燃燒殆盡時(shí)，發(fā)生了巨大的爆炸，但內(nèi)核得以幸存，逐漸坍縮并形成一個(gè)無限小的點(diǎn)——奇點(diǎn)。

奇點(diǎn)密度巨大，可以使周圍空間發(fā)生扭曲，甚至光都無法逃逸。

黑洞形成示意圖

如此說來，我們拍到的黑洞照片中間的黑色區(qū)域就是“黑洞本洞”了，那么，其外圍的光亮又是從何而來呢？

黑洞強(qiáng)大的引力可以將宇宙氣體吸引過來，并繞著它旋轉(zhuǎn)。

黑洞吸引宇宙氣體繞其選轉(zhuǎn)

這些宇宙氣體運(yùn)動(dòng)的速度越來越快，溫度也越來越高，甚至可以升高到數(shù)十億度，于是，它發(fā)光了。

黑洞外圍氣體發(fā)出的微弱的光

這些光，就是我們拍攝到的黑洞外圍微弱的亮光了。

為了拍攝到這張黑洞照片，科學(xué)家們付出了許多努力，在地球上的許多地方搭建起了射電望遠(yuǎn)鏡陣列，這是科學(xué)家們拍攝黑洞照片的重要工具。

射電望遠(yuǎn)鏡陣列

這些射電望遠(yuǎn)鏡可以接收宇宙天體的射電輻射，并將這些電磁信號(hào)以其他形式呈現(xiàn)出來。

每一臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡收到的數(shù)據(jù)量都非常大，加到一起差不多有10PB。按照一臺(tái)筆記本電腦的硬盤是1TB來計(jì)算，這些望遠(yuǎn)鏡為此次觀測接收的數(shù)據(jù)可以裝滿1萬多個(gè)筆記本。

科學(xué)家正在處理數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)

通過對(duì)黑洞的持續(xù)研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，黑洞并不是一成不變的。

我們知道，星系并非一動(dòng)不動(dòng)的，比如我們所處的銀河系，就正處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)兩個(gè)星系距離很近時(shí)，它們就會(huì)碰撞、合并，每時(shí)每刻，全宇宙都有幾十億次星系的合并正在進(jìn)行。

兩個(gè)星系合并到一起

星系的合并過程非常劇烈，往往會(huì)發(fā)生許多次的碰撞、彈開、再碰撞、再彈開……星系內(nèi)部的恒星和行星軌道發(fā)生變化，最終，兩個(gè)星系合二為一。

星系合并時(shí)的劇烈運(yùn)動(dòng)

因此，處于星系中的黑洞，也將融合在一起。它們逐漸靠近，并在引力作用下飛速旋轉(zhuǎn)，最終，合成一個(gè)黑洞，并引起劇烈的引力波運(yùn)動(dòng)。

黑洞的融合過程

黑洞，正如它充滿神秘感的名字，仍有許多未解之謎，等待我們?nèi)ヌ剿鳌?/section>

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