黑洞是宇宙中最神秘、最极端的天体之一,一直吸引着科学家们的关注和研究。
虽然它不能被我们直接观测,但是我们可以通过对黑洞周围的物质进行研究,从而了解到关于黑洞的性质和行为。
那么问题来了,黑洞到底是怎么形成和演化的呢?
黑洞是什么?怎么形成的?黑洞是由恒星的残骸形成的,当恒星的燃料烧光后,核心没有东西支撑了,在重力的作用下就发生了坍缩现象。
如果这个恒星的质量越大,那么从物理学的角度出发,他的重力就越大,坍缩现象就会持续进行,当它坍缩到一定程度以后就形成了黑洞。
其实说白了就是量的积累引起了质的变化,相当于水滴石穿、铁杵磨针,恒星受到重力影响不断进行坍塌就等同于水一滴一滴落在石头上的过程。
等水滴到一定程度上、达到一定的时间后石头就滴穿了,而黑洞的形成就是最后一滴滴穿石头的结果,铁杵磨针也是同样的道理。
这只是黑洞形成的一种方式,其实黑洞还有另外一种形成方式,那就是“合并”。
宇宙中有一种最大的黑洞叫做超大质量黑洞,是非常特殊的存在,可以理解为一只丑小鸭中有一只白天鹅,而超质量黑洞就是白天鹅。
因为它的质量可以达到太阳质量的数万倍,甚至是数十亿倍,当一个超大质量黑洞和另一个超大质量黑洞相遇后,如果他俩“看对眼”了就会相互靠近,然后就慢慢的合二为一,最终形成一个超级大的黑洞。
黑洞的形成方式不一样,与之相对应它的分类就不一样,但统称还都是黑洞。
黑洞的分类首先就是恒星质量黑洞。
上文说了它是由恒星塌缩形成的,质量是太阳质量的5到20倍左右,是宇宙中最常见的黑洞,分布的十分广泛,所以科学家们研究黑洞的形成和演化一般就是从它入手的。
其次就是超大质量黑洞,这个上文也描述过了,但值得一提的是这种宇宙中最大的黑洞一般只在星系中心出现过,如果科学家们想研究星系有关的东西就可以从它入手。
然后就是中等质量黑洞。
只知道有这种黑洞,但具体是怎么形成的还没有确切的结果,科学家们还在努力,相信总有一天它会被人们所认识并了解的。
还有就是微型黑洞或者是原初黑洞。
他们可能是由宇宙大爆炸后形成的,但同样也没有确切证据证明,更重要的是原初黑洞是一种假象黑洞,也就是说没有证据证明它是真实存在的。
不过既然提出了这种假设,那就是有迹可循的,说不定哪一天它就我们大家真正见面了。
黑洞的演化黑洞的演化是一个复杂而又神秘的过程,它涉及到恒星的坍塌,黑洞的形成、增长与合并,不同类型的黑洞演化过程也是不一样的。
首先是恒星质量黑洞的演化,也就是一个形成,增长与合并的过程。
这种黑洞就是有一个质量非常大的恒星,它的核心燃烧完后,重力因素导致它承受不住外围的重量,然后发生了坍缩。
这就相当于原本是一个实心的球,那么在他外围增加力量都不会有太大形象,因为里面是实心的,有支撑力。但等它燃烧后就不一样了。
原本是实心的,等燃烧后就变成空心的了,这时在球外侧施加压力,它就会凹进去,也就是缩进去,本质是一个道理。
黑洞形成完以后就该增长了,而黑洞增长就是要吸收周围的气体、尘埃和恒星等物质,吸收完他们以后,黑洞自身的质量就增加了,黑洞也因此增大了。
举个例子,有一个空袋子,里面什么都没有所以显得非常瘪,但是把里面装上各种东西以后,袋子鼓起来了,质量也就增加了,同时袋子也“变大”了。
最后就是合并,恒星质量黑洞看对眼了就互相围绕在一起,然后慢慢的就合二为一了。
虽然不同的黑洞演化过程是不一样的,但基本都会经历三个阶段,形成、增加与合并,剩下类型黑洞的演变就不细说了,系统描述一下每步都是怎么做的。
一开始是黑洞的形成,一般都是恒星的坍缩,或者就是黑洞合并形成一个大的,然后就是增大,黑洞周围有什么物质,它就会吸收什么物质(不是绝对的)。
因为黑洞有非常强大的引力,周围物质被黑洞吸引过来了,那就会成为增加黑洞的一员,如果没有吸引过来,那就继续安稳待着。
在黑洞吸收周围物质的过程中,这些被吸收的物质会被加热到一个非常高的温度值,然后释放大量的能量,比如X射线。
黑洞演变的最后一步是合并,因为种种原因,两个黑洞逐渐靠近了,他们之间的引力会让他们互相绕圈转起来,然后慢慢合在一起。
你想想两个黑洞都有引力,这个想把那个吞噬增大自己,那个又想把这个吞噬增加自己,于是二者你吸引我,我吸引你,到了最后就是互相吸引,我朝你靠近,你向我走来,这不就慢慢合并在一起了吗。
黑洞的特性了解完黑洞的形成和演变以后,在了解一些黑洞的特性,研究它能给我们带来什么。
第一个就是强大的吸力,它就像一个“吞噬怪”,被它“盯”上以后基本就逃不了了,毕竟光都无法逃脱被它吸走。
第二个是它的旋转性,大多数黑洞都是旋转的,能产生强大的喷流和射电辐射。
第三个霍金辐射,这是霍金提出的理论,黑洞可能会以非常小的速率释放热辐射。
第四个影响周围环境,和宇宙结构有联系。
通过黑洞的特性我们可以深入的研究宇宙的结构是什么?以及它是怎么演变至今的。