都知道黑洞是最神秘的天体,那黑洞到底有几种类型?

作者&投稿:尔琳 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
都知道黑洞非常神奇,那么黑洞究竟是属于天体还是洞?~

我们之所以能看到物体和各种颜色的物体,是因为物体发射或反射的不同频率的光到达我们的眼睛,黑洞的引力很强,光无法从它的内部逸出。没有任何光发射或反射的物体是黑色的,所以我们称之为黑洞。

在我们通常的概念里,洞总是可以接近的,而黑洞是单向的,外面的东西可以进去,但是里面的东西(包括光)不能出来。这种内外的分界线叫做黑洞视界。对于一个黑洞,我们只能知道它的质量、角动量、电荷等信息消失在视界中。我们目前关于黑洞内部的知识非常有限,只能等待未来的观测和物理理论的发展来告诉我们。

我们对黑洞的外部了解得更多。举个例子,我们现在可以通过喷流、吸积盘、高能辐射、轨道天体、快速光变甚至引力波来猜测黑洞的存在。现在大多数科学家认为黑洞是存在的。也许在不久的将来我们可以得到黑洞的直接观测证据。
黑洞有三种,微黑洞、超大质量黑洞和恒星黑洞。我们通常所说的黑洞是恒星黑洞,是大质量恒星在死亡过程中坍缩形成的。

由于黑洞巨大的质量和引力,在它的周围有一个叫做“事件视界”的边界。一旦一切越过这个边界,就会逃离黑洞的“魔掌”,被黑洞吞噬,连光都不能幸免!
这可能就是它被称为“黑洞”的原因,因为光无法逃逸,也就是说我们无法直接看到黑洞!
但是,黑洞虽然是天体,却不是普通的天体。由于其强大的质量,理论上可以将时空结构压缩到极限。也就是说,黑洞虽然本身不是洞,但它可以在时空结构中“打洞”。所谓的“虫洞”通向宇宙中的另一个时空。有些科学家甚至认为黑洞可以通向平行宇宙!

当然虫洞和平行宇宙的概念目前还是比较有想法的,但是自然规律并不反对它们的存在。也许有一天,我们将能够利用黑洞创造的虫洞,瞬间到达遥远宇宙的某个地方!
黑洞不是洞,而是天体。再看黑洞的诞生过程:某恒星到达最后阶段时,其核心在自身重力作用下迅速收缩坍缩,造成强力爆炸。当堆芯的所有物质都变成中子时,有两种情况。一种是停止坍缩,成为致密中子星。还有一种情况,由于核的质量太大,坍缩过程无休止地进行,甚至中子之间的排斥力也无法停止,中子被压碎成粉末,剩下的就是密度难以想象的物质。这时形成的天体是黑洞。

黑洞有三“层”:外部和内部视界,以及奇点。
黑洞的视界是黑洞口周围的边界,光不能越过这个边界,粒子一旦越过视界,就不能离开,引力在视界上是恒定的。

黑洞的内部区域,也就是物体质量所在的区域,被称为它的奇点,即时空中黑洞质量集中的单一点。
科学家不能像观察太空中的恒星和其他物体那样观察黑洞。相反,天文学家必须依靠探测黑洞在尘埃和气体被吸入稠密的生物时发出的辐射。但是,位于星系中心的超大质量黑洞可能会被其周围的厚厚的尘埃和气体所掩盖,从而阻挡了这些泄露信息的辐射。

有时,当物质被吸引到一个黑洞时,它会弹出视界并被向外抛出,而不是被拖入黑洞。以近乎相对论的速度飞行的明亮的物质喷流被创造出来。尽管黑洞仍然看不见,但从很远的地方就可以看到这些强大的喷流。
事件视界望远镜(Event Horizon Telescope)拍摄的M87黑洞图像(于2019年发布),即使在图像拍摄后,也需要两年的研究。这是因为望远镜的合作,延伸到世界各地的许多天文台,产生了惊人数量的数据,这些数据太大了,无法通过互联网传输。

(于2019年发布的M87黑洞图像)
随着时间的推移,研究人员希望能拍摄到其他黑洞的图像,并建立一个物体的外观库。下一个目标可能是人马座A*,它是我们银河系中心的黑洞。2019年的一项研究报告称,人马座A*之所以有趣,是因为它比预期的要安静,这可能是由于磁场抑制了它的活动。同年的另一项研究表明,人马座a *周围有一个冷气体晕,这让我们对黑洞周围的环境有了前所未有的了解。

迄今为止,天文学家已经确定了三种类型的黑洞:恒星黑洞、超大质量黑洞和中等黑洞。

恒星黑洞

当一颗恒星燃烧完时,可能会向内部坍缩。对于较小的恒星(那些质量不超过太阳三倍的恒星),新的核心将成为一颗中子星或白矮星。但是如果是较大的恒星坍缩时,它会继续向内坍缩并形成一个恒星黑洞。

由单个恒星坍缩形成的黑洞相对较小,但密度却大得惊人。就像将超过三倍于太阳的质量装入一个城市那么大的地方。这就导致了巨大的引力作用于周围的物体。恒星黑洞产生后会吞噬其周围星系的尘埃和气体,这使它的体积不断扩大。

根据研究人员的一项研究,我们所在的银河系容纳了多达1亿个黑洞。

超大质量黑洞

小黑洞(恒星黑洞)充斥着宇宙,但它们的亲戚--超大质量黑洞却占主导地位。这些巨大的黑洞的质量是太阳的几百万甚至几十亿倍,但直径大小基本相同。这样的黑洞被认为位于几乎所有星系的中心,包括银河系。

科学家们并不确定这种大型黑洞是如何产生的。一旦这些庞然大物形成,它们就会从周围的尘埃和气体中收集质量,这些物质在星系中心很丰富,使它们能够成长到更加巨大的尺寸。

对于超大质量黑洞产生的猜测有四种:

第一,超大质量黑洞可能是成百上千个小黑洞合并在一起的结果。

第二,大型气体云一起坍缩并迅速吸收积累质量。

第三,星团的坍缩,一群恒星一起坍缩。

第四,超大质量黑洞可能是由大型暗物质团形成的。暗物质是一种我们可以通过它对其他物体的引力效应观察到的物质,然而,我们不知道暗物质是由什么组成的,因为它不发光,也不能直接观测到。

中级黑洞

科学家们曾经认为黑洞只有小尺寸和大尺寸,但最近的研究揭示了中级黑洞(IMBHs)存在的可能性。当一个星团中的恒星在连锁反应中发生碰撞时,就会形成这样的天体。在同一地区形成的几个这样的IMBHs最终可能会在一个星系的中心落在一起,形成一个超大质量的黑洞。

2014年,天文学家在一个螺旋星系的臂部发现了似乎是一个中等质量的黑洞。而在2021年,天文学家利用一个古老的伽马射线暴探测到一个。

天文学家一直在努力寻找这些中等大小的黑洞,但IMBHs一直表现得像一个失散多年的亲戚,对被发现不感兴趣。



按组成来划分,黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。
暗能量黑洞:它主要由高速旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞,详情请看“宇宙黑洞论”。暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础。物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大。
物理黑洞:它的比起暗能量黑洞来说体积非常小,它甚至可以缩小到一个奇点。

黑洞一共有两种类型,分别是暗能量黑洞和物理黑洞,这两种黑洞造成的伤害是不一样的,而且对其他身体的破坏程度也是不一样的。

目前人类对黑洞的研究比较少。对于黑洞,现在只能了解它的存在,所有的结论,都是在现有理论推导出来的。

恒心黑洞,中级黑洞,超大质量黑洞,这些神秘的黑洞有大大小小很多,目前文学家发现的三种。


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