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黑洞与时空隧道之谜

2014-12-11 22:42| 查看: 12032

摘要: 据国外媒体报道,宇宙中的黑洞是如何产生的?最后黑洞的命运又将如何呢?一支国际天文学家小组通过对比同一片天空范围内的红外线和X射线背景信号发现,许多黑洞是伴随宇宙首批恒星诞生的。
黑洞与时空隧道之谜

[黑洞]

  据国外媒体报道,宇宙中的黑洞是如何产生的?最后黑洞的命运又将如何呢?一支国际天文学家小组通过对比同一片天空范围内的红外线和X射线背景信号发现,许多黑洞是伴随宇宙首批恒星诞生的。

  天文学家们利用美国宇航局钱德拉X射线望远镜和斯皮策太空望远镜的数据得出结论:红外信号的每五个源头中有一个就是黑洞。 美国宇航局戈达德航天中心的天体物理学家亚历山大-卡什林斯基称:“我们的研究结果表明黑洞是至少20%的宇宙红外线背景信号的源头,这意味着在首批恒星时代这些以气体为能源的黑洞活动较为强烈。”

  天文学家认为,宇宙红外背景信号来源于宇宙首批恒星时代的“太阳”群和黑洞群。黑洞在积聚气体的同时也在释放出大量的能量。

  就算是最强大的望远镜也无法将最远的恒星和黑洞视为单独的源头。但是它们加在一起的光热在旅行了数十亿光年后已可以让天文学家们来破译年轻宇宙中首批恒星和黑洞的组成之谜。

  研究成员之一、夏威夷大学天文学学院负责人葛温瑟-哈辛格称:“我们希望更详细地了解那个时代的源头的真实面目,因此我建议仔细研究钱德拉的数据,以探索与宇宙红外背景信号起伏有关的X射线。”

  引力波记载了在远古宇宙中发生的各种事件,虽然引力波在形成时非常强大,但传播过程中会出现削弱,抵达地球时就变得非常微弱了,因此探测引力波是目前宇宙学研究的一个重要方向。

  黑洞的引力是如此之强大,以至于光线都无法逃脱。黑洞通常是在恒星发生剧烈的超新星爆炸之后形成的。根据广义相对论,每一颗黑洞中心都有一个密度无穷大的“奇点”。“奇点”具有无穷大的性质意味着,空间和时间在那里停止。长期以来,科学家一直在寻求一种避免所有已知的物理定律在“奇点”处失效的方法。

  根据最新的研究,黑洞的中心或许根本就不存在密度无穷大的“奇点”,这是一个基于圈量子引力理论的新发现。圈量子引力理论是一种试图把量子力学和广义相对论统一起来的主流理论。科学家认为,黑洞的中心仅仅是一个高度弯曲的时空区域。这也是长期以来,人们孜孜以求的用量子引力化解黑洞“奇点”的方法。

  正如圈量子引力把宇宙大爆炸的“奇点”看做通往其它宇宙的桥梁一样,黑洞中的“奇点”可看做是通往宇宙其它区域的通道。

  但是,目前科学家利用的模型还非常简单,仅仅由高度弯曲的时空构成,而不包含真实的物质。因此,科学家下一步的任务就是增加该模型的复杂性,把物质和非对称因素考虑进去,期待得到更加符合实际的结果。

  科学家试图使用位于澳大利亚东部的CSIRO帕克斯射电望远镜观测脉冲星信号来研究黑洞的成长,科学家发现,每个星系中几乎都存在黑洞,我们的银河系中央也存在质量接近400万倍太阳质量的黑洞,迄今科学家发现的质量最大黑洞位于NGC 4889星系中,相当于210亿太阳质量,我们银河系的黑洞在这个巨无霸面前显得非常弱小,该黑洞距离地球约3.08亿光年。
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