宇宙中有着众多神秘星体,黑洞无疑是最为神秘莫测之一,科学家一直认为,宇宙中有不少在星际空间“流浪”的黑洞,但始终没找到确切证据,直到现在。
由于宇宙太过于空旷,黑洞又无法直接观测,除非其引力场捕获一些物质,否则是很难发现的,流浪黑洞更是如此。
最近,一个研究团队首次探测到了一个独自徘徊的黑洞,距离地球约5200光年。使用的方法还是经典的引力透镜效应。
2011年,有两个研究团队发现了一颗无缘无故变亮的恒星,并开始分析哈勃望远镜观测到的数据,持续了六年,希望能确认这种变化是黑洞的放大作用造成的。
但他们发现,恒星的位置似乎也发生了变化。这只有一种解释,那就是一个看不见的移动物体施加了一个力,在光线经过时对其进行牵引。毫无疑问,这就是一个自由漂浮的黑洞。
第一个“流浪黑洞”在距地5200光年处被发现
第一个“流浪黑洞”在距地5200光年处被发现
第一个“流浪黑洞”在距地5200光年处被发现,流浪黑洞,是爱因斯坦在研究宇宙中空间结构的时候,假想中的一种黑洞类型,第一个“流浪黑洞”在距地5200光年处被发现。
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黑洞是宇宙中的一种特殊天体,由于它本身不发光,也不会反射光,却还会吸收光,而我们观察宇宙中的天体依赖的却正是光等电磁波,所以想看到黑洞非常难,通常都是黑洞的引力对其他天体产生影响时,或者黑洞吸收其他天体物质形成吸积盘时才有可能被看到。
↑存在吸积盘的黑洞,通常被叫做类星体
不过在2月5日,一条来自《物理学家组织网》的消息称,一个国际天文学研究团队通过“微引力透镜”现象发现了一颗“流浪黑洞”,这被认为是天文学界首次利用这种方式发现流浪黑洞。
这条消息虽然是在近日报道,但发现的时间却是在2011年,当时该团队发现了一颗在星际间漫游的孤独黑洞,这个“流浪者”以强大的引力形成了一个“微引力透镜”,将它背后的恒星和星系的光线弯曲扭转,才让科学家们感知到了它的存在,同时这个流浪黑洞也被认为是首次被观测到的此类黑洞。
“微引力透镜”效应指的是一个有着强引力场的天体使它后面的天体背景光线发生扭曲的现象,宇宙空间中的引力分布很不均匀,在强引力场天体的周围,光线等电磁波会被引力场扭曲,而又由于天体的周边是透明的,这就形成了一种引力透镜作用,其背景天体的光线通过这个透镜折射过来,形状会发生弯曲,位置会出现挪位,光度也会发生变化,因此即便造成引力透镜现象的天体看不见,也能感觉到它的存在,即便这个天体是个黑洞,这也是此次发现这个“流浪黑洞”的原因。
这个黑洞距离我们5153光年,位于银河系之内,质量大约是太阳的7倍,正在以大约每秒45千米的速度掠过附近的恒星,时速大约16.2万公里。 科学家还认为类似的恒星级流浪黑洞有很多,但是由于黑洞本身不发光,和其他天体产生互动作用的黑洞也比较少,而且微引力透镜效应也不容易发现,所以流浪黑洞并不容易被观察到,其观察难度要比流浪恒星甚至流浪行星都要难的多。
该研究团队是2011年开始观测这颗流浪黑洞的,但当时并没有注意到那里有一颗黑洞,因为它也是根本看不到的,其实至今也没看到它的真实样子,这黑洞仍然是连个影子都没有,但却又可以能过一种现象确定它是真实存在的。
那又是如何发现它的呢?在2011年时,科学家只是发现一颗恒星的亮度无缘无故地增强了,当时还以为是恒星本身的活动造成的,通过持续的观察又发现并不是这样,在进行了持续6年的监测之后,他们通过这颗恒星及其周围天体的亮度和位置等的奇怪变化,判断出只有微引力透镜效应的存在才能出现这种情况,于是认为是该恒星发出的光线被其前方(靠近观察者方向)一个看不见的天体弯曲了,而由于这个天体又是看不见的,因此认为它明显是个黑洞,而后又通过引力透镜的强度等因素判断出该黑洞的质量大约相当于7个太阳。 所以虽然这个黑洞连个影子都没有,但它的背景出卖了它。
这样质量的黑洞一般都是由大质量恒星发生超新星爆发后形成的,但也有可能是大质量恒星直接坍缩而成,所以常被叫做恒星级黑洞,恒星级黑洞的数量很多,有天文学家推论认为在银河系中至少就有100万到1亿个。
这样的黑洞对宇宙中有生命或者发展出文明的星球来说非常危险,因为它非常不容易被观察到,而且其引力超强,如果现在在太阳系附近有一个这样的黑洞,以目前人类的天文学观测水平也不能感知到它的存在,除非是像本文上面所讲的这颗被科学家偶然发现背景恒星的光线和位置的异常表现而发现的黑洞。
“引力透镜”观测方法很另类,但这样的方法也为科学家们观察其他黑洞提供了新途径,特别是可能存在的对太阳系有潜在危险的黑洞,观察到它们很有必要,虽然之前太阳系没有近距离受到过黑洞的影响,但并不代表以后也不会,而且一旦出现,就很可能会对整个太阳系造成颠覆性毁灭的危险,所以观察黑洞的存在也是人类必须要做的功课,掌握黑洞的动向对人类来说具有十分重要的意义。
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早在上个世纪早期的时候,爱因斯坦就曾经预言过宇宙中“流浪黑洞”的存在,现如今,百年过去了,人类终于发现了宇宙观测史上的第一个“流浪黑洞”——一个距离地球5200光年,正在“龟速前进”的黑洞,这也意味着,爱因斯坦的预言,再一次成真了!
那么,什么是“流浪黑洞”呢?
流浪黑洞,是爱因斯坦在研究宇宙中空间结构的时候,假想中的一种黑洞类型,我们都知道,黑洞本身是不发光的,都是在它们活动的时候,才会通过检测到黑洞周围释放出的X射线,来确认它们的存在。
而“流浪黑洞”则可以看作是黑洞中的“濒死者”,它们基本上已经不会再释放出任何的X射线,因此,理论上来说,宇宙中很可能存在着大量的“流浪黑洞”,但是人类却无法探测到,这也为我们研究“流浪黑洞”增加了不小的难度。
那么,黑洞又是怎么开始“流浪”的呢?研究者认为,这些“流浪黑洞”都是银河系早期的产物,它们最早诞生于一个个矮星系之中,之后,因为周围的气体耗尽,所以,就被踢出了原有的星系和位置,成为了宇宙中的“孤独流浪者”。
显然,这样的没有固定位置的黑洞,对于地球而言,也是存在着一定的威胁,所以,在爱因斯坦提出了“流浪黑洞”的猜想之后,就有不少研究者希望可以尽快确认“流浪黑洞”的存在与否,对它们进行深入研究,看看在地球的周围,是否也存在着这样的“隐身者”。
那么,这一次的“流浪黑洞”又是如何被确认的呢?
这就需要从2011年开始说起了。 在上个世纪,人类的科学技术水平,是根本无法去寻找“流浪黑洞”的,因此,只能通过分析望远镜的`观测数据,寻找疑似“流浪黑洞”的可能性。 幸运的是,在2011年,美国的哈勃望远镜,发现了一颗奇怪的恒星,这颗恒星在持续6年的时间里,经常会没有任何原因地突然就变得异常明亮。
于是,研究者猜测,极有可能是它的周围,存在着一个黑洞,于是,就对它进一步进行观测分析,而后续的观测结果也非常令人意外,因为这颗恒星竟然也不断改变着自己的位置,这是什么概念呢?简单来说,就好像是有一股看不见的力量,在牵引着它一般。
最终,又经过了4-5年的研究,科学家们才确认了这个“流浪黑洞”的存在,现如今,对于这个“流浪黑洞”的数据了解,也变得更为全面,研究者称,它是一个移动速度约为太阳六分之一的“龟速黑洞”,质量大约是塌秧的7倍,可以看出,它的前身是一颗恒星级的黑洞,而且很可能是宇宙中最早的恒星之一。
那么,“流浪黑洞”有没有威胁?如果地球周围发现“流浪黑洞”该怎么办?
这个“流浪黑洞”的移动速度,大约是每秒45公里,而它和地球之间的距离,则为5200光年。这是什么概念呢?
正常情况下,光的移动速度,是每秒30万公里,约等于这个“流浪黑洞”的6667倍。 显然,这个“流浪黑洞”对于地球是没有威胁的。
但是,由于研究者猜测,宇宙中有很多的“流浪黑洞”,而且因为它们的“不可见”,这也导致极有可能在太阳系的周围,也存在着这样的一个“流浪黑洞”,那么,如果未来有一天,真的发现了一个闯入太阳系的“流浪黑洞”,我们又有没有威胁呢?
如果这个“流浪黑洞”抵达了太阳系边缘,那么,在它的引力作用下,太阳系的天体轨道,就会变得非常不稳定,而当它闯入太阳系,伴随着不断朝着太阳系内部前进,太阳系的行星,也都会从外到内,逐一被它吸引过去,一直到整个太阳系,都和这个“流浪黑洞”形成互相绕行的局面。
当然,这并不是最终的结局,因为很快,太阳系内的天体,就会逐渐彻底失去自由,或者被甩出去成为“流浪天体”,或者是被惨烈地吞噬掉,而在那之前,地球就已经迎来“世界末日”了,人类如果无法逃离,是很难幸免的。
一直到最后,整个太阳系就只剩下太阳一颗恒星,然后就好像上文中我们提到过的,那颗亮度突然变化的恒星一样,在这个“流浪黑洞”的作用下,被牵引着一路前进,最终目的地是哪里,也就不得而知了。
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近日,天文学家首次探测到在太空自由飘荡的黑洞。
科学家们一直认为理论上有很多黑洞在太空自由游荡。 但由于黑洞处于黑色的浩瀚太空,因此难以被发现。 以往的研究表明,通常在恒星寿命结束时,核心坍塌可能会形成黑洞。
本次,美国约翰斯·霍普金斯大学天文学家凯拉什·萨胡(Kailash Sahu)领导的研究团队借助“微引力透镜”效应首次发现了一颗在星际空间的“流浪黑洞”。 数十位科学家将这一发现合作发表在arXiv上。
“微引力透镜”效应最著名的一次是发生在2011年。 当时科学家借助哈勃空间望远镜看到一颗大约2万光年外的恒星突然亮了起来。 这意味着当时有一个巨大的天体从恒星面前经过,恒星发出的光线被这个巨大天体产生的引力所扭曲,导致恒星好像突然变亮了。 因此在“微引力透镜”效应中,作为背景的物体常常会显得异常明亮。 此外,如果定位足够准确,当巨大物体从恒星前面经过时,望远镜甚至会看到恒星发生轻微的移动。
出于好奇,萨胡研究团队开始分析哈勃望远镜关于这颗恒星的数据,并一直观察其光线的变化。 团队希望这种亮度的突变是由于黑洞导致。 此外,他们还利用天体测量学技术,检测到恒星的位置发生了轻微变化。
研究人员认为,造成这种变化的原因只可能是一个人类看不见的移动物体,例如黑洞,在经过恒星时对其发出的光施加了引力。
随后的六年时间里,团队继续研究这颗恒星及其发出的光线。 他们探测了经过恒星的巨大物体的亮度,但没有探测到任何亮度,证明了这个物体并不是如褐矮星的天体。 此外,“微引力透镜”效应的持续时间必须足够长,以证明存在一个特别深的重力井(由于天体的重力而形成的井状旋涡)。
2011年该恒星的“微引力透镜”效应持续了300天,足以指向经过恒星的物体是一个巨大黑洞。
研究人员表示,多个证据能够有力证实这颗自由漂浮的“流浪黑洞”的存在。 并且,他们测算出了这颗黑洞的质量约为太阳的7.1倍。
根据这一重量,科学家估算出这颗“流浪黑洞”的运动速度约为每秒45公里,比其周围的银河系恒星快很多。 这样的速度差异也说明了黑洞诞生的一种可能:一个超大质量的恒星爆炸可能创造了黑洞,并使其在太空“流浪”。 萨胡估计,这一爆炸事件大约发生在1亿年前,但很难证实,因为目前没有明确的方法来探寻黑洞的来源。
“流浪黑洞”的发现并不意味着它们将会对地球构成威胁。 但随着科学家更多地利用像“微引力透镜”效应的研究方法和新兴技术,未来人类将探索到更多的宇宙奥秘。
盘点人类发现的宇宙中最可怕的10个黑洞
黑洞是宇宙中最神秘的物体之一。 科学家们对此研究甚少,黑洞的大小也各不相同。 以下是宇宙中10个最可怕的黑洞 最大质量的“超级黑洞” 其中一个位于3.2亿光年之外的NGC3842星系。 该星系是狮子座中最亮的天体。 凯克和其他望远镜的观测证实NGC3842中的黑洞是太阳质量的97亿倍。 另一个黑洞位于NGC 4889星系,大约3.35亿光年远。 它是晚期 星座 中最亮的天体。 它的黑洞质量等于或大于这个。 旋转最快的黑洞 黑洞通常以不寻常的速度旋转,并影响其周围空间的结构。 一个名为GRS 1915+105的黑洞位于大约35,000光年之外的天鹰座方向,以每秒950转的速度旋转。 它展示了黑洞周围的时空是如何随着它旋转或不旋转而变化的。 非旋转黑洞的白色区域较大,而右旋转黑洞的白色区域较小。 由此可见,旋转黑洞的气体可以非常接近视界,因此半衰期较小。 典型的中等质量黑洞 科学家认为,黑洞的质量可以分为三个层次:大质量黑洞、中等大小黑洞和小黑洞。 当然,几乎每个星系核心都潜伏着一个质量为太阳质量数百万或数十亿倍的黑洞,而质量较小的黑洞可以达到太阳质量的几倍。 在银河系的中心,科学家们认为有一个黑洞的质量超过太阳质量的400万倍。 NASA的swift X射线天文观测卫星在NGC 5408中发现了一个奇怪的X射线源,周期为115.5天。 漫游在宇宙的黑洞中 当星系碰撞时,黑洞会在碰撞中被踢出星系,开始在太空中漫游。 科学家发现的第一个漫游黑洞名为SDSSJ0927 +2943。 它的质量大约是太阳的6亿倍,以每小时590万英里的速度漂移。 研究人员推测,数百个流浪黑洞可能会飘进银河系。 这张图片显示了一个艺术家对一个游荡的黑洞经过一个球状星团的看法。 “聪明”黑洞 虽然它们的引力可以阻止光逃逸,但黑洞可以形成类星体的核心结构,类星体是宇宙中最强大、最动态的物体。 这张照片显示的是2003年哈勃太空望远镜拍摄的类星体3C273。 图像详细描述了类星体的一些关键信息。 从图中可以看到,中间的比较亮的光。 最古老的黑洞 科学家发现了最古老的黑洞ULas J1120 +0641。 它诞生于宇宙大爆炸之后的7.7亿年,而宇宙大爆炸被认为发生在137亿年前。 因此,这个黑洞可以被称为最古老的黑洞。 这张图片展示了一位艺术家对黑洞Ulas J1120 +0641的看法,它的质量是太阳的20亿倍。 它也是宇宙早期发现的最遥远、最明亮的类星体。 神奇子弹射向黑洞 科学家们发现,这个被命名为H1743-322的黑洞似乎在向这个方向发射子弹。 黑洞喷射出的高速物质是电离的气体质量,它们在黑洞的吸积盘上反向喷射,类似于黑洞的“打嗝”。 研究人员认为,黑洞释放的电离气体团可以影响星系中的恒星和行星,甚至可能影响星系中的电磁环境。 吃“黑洞” NGC3393有两个非常活跃的黑洞。 科学家认为两个较小的黑洞合并了。 这两个黑洞靠得太近,其中一个正在吞噬另一个所在星系的核心物质。 这是第一次两个黑洞合并。 研究人员利用美国宇航局的钱德拉x射线太空望远镜探测到两个黑洞,其中一个的质量是太阳的3000万倍。 宇宙中最小的黑洞 到目前为止,科学家已经发现最小的黑洞质量不到太阳的三倍。 它可以被描述为一个“宇宙小怪物”。 这个被命名为IGR J-3624的黑洞,理论上接近于黑洞的最小质量。 尽管它们的质量相对较小,但NASA的钱德拉x射线太空望远镜(Chandra X-ray Space Telescope)可以探测到异常快速的喷流,它是所有恒星黑洞中速度最快的,速度相当于光速的3%,或每小时2000万英里,或约3200万公里。 黑洞的平面 由于黑洞离地球太远,科学家很难收集到关键线索,帮助研究人员解开围绕它们的许多谜团。 然而,研究人员正忙于解开扁平黑洞的神秘属性。 黑洞有很强的吸引力。 光不会逃逸。 如果物质落入视界,就会受到黑洞的引力作用。 科学家们利用“光纤”在实验室中创造了一个人造视界,以研究所谓的霍金辐射是如何从黑洞逃逸的。
科学家发现超大神秘黑洞 黑洞里面是什么会吞噬地球吗
如今我们知道,黑洞也是一种天体,非常恐怖的天体,能吞噬一切靠近的物体,包括恒星,行星。 虽然广义相对论预测了黑洞的存在,但相对论无法描述黑洞内部的运行规律,因为黑洞不能用已知的任何物理定律来诠释。 简单说,黑洞的内部究竟是什么样的存在,我们一无所知。 科学家只能根据现有的大自然法则去猜测,想象。 说黑洞是宇宙中最神秘的天体,估计没有谁会反对。 黑洞的引力巨大,甚至连光都无法逃脱它的魔掌,黑洞可以吞噬任何靠近的物质,包括大型天体,甚至整个星系都会被黑洞吞噬。 严格来讲,人类从来没有真正看到过黑洞,当然也更不可能亲自发射探测器到黑洞内部进行探测。 但科学家确实知道黑洞真实存在,而且也的确发现了很多黑洞,当然都是间接的发现,利用黑洞对周围时空和周围物质的影响互动发现黑洞的存在。 比如说下面这张图,就可以作为黑洞存在的证据,图片中的影像真实记录了黑洞吞噬恒星的场景。 当然即便是恐怖的黑洞,在吞噬恒星的时候也不是一下子就能吞噬掉的,就像一个人吃饭时也需要一口一口吃,黑洞吞噬恒星的时间非常漫长,常常需要上百万年的时间。 还有,科学家可以通过观察恒星的异常运行情况来判断黑洞的存在。 比如说,天文学家对银河系中心周围的很多恒星进行了长时间的观测,发现它们运行速度非常快,而且都围绕着中心运行,很明显,银河系中心存在着某种引力巨大的天体,根据进一步计算得知黑洞的存在。 再打个比方,就算我们看不见太阳,但根据八大行星的运行轨道情况,仍旧可以推断出太阳所在的位置存在着某种质量很大的天体。 黑洞,是宇宙中一切的终结者,不单单是物质的终结者,也是时空,能量和引力的终点。 恐怖,是我们对黑洞的第一感受。 但其实很多人对黑洞有很大的误解,黑洞在星系形成的过程中扮演着非常重要的角色,它塑造了星系,就像太阳塑造了太阳系一样,科学家发现每个星系中心都有一颗超大质量黑洞,凭借它超强的掌控力塑造了星系稳定运行的秩序。 由于黑洞引力巨大,所以即便是光也难逃黑洞强大引力,这也是为什么黑洞“漆黑一片”的原因所在,一旦越过黑洞的事件视界,你就有去无回,葬身黑洞。 千万不要以为黑洞距离地球很远,事实上黑洞并不是遥不可及,甚至就在地球附近游荡。 比如在我们的银河系,就有很多流浪黑洞,它们大小不一,漫无目的地游荡在浩瀚太空。 如果太阳系附近有黑洞出现,后果不堪设想,届时很有可能把有序运行的太阳系完全摧毁,把八大行星从各自轨道上拉开,然后行星开始相互碰撞,灾难降临,太阳系会变得一片狼藉。 如果黑洞靠近地球,黑洞巨大的引力会拉拽小行星轨道上的大量小行星,然后砸向地球,使地球成为“靶子”,炼狱般的存在,地球真正的末日也到来了。 黑洞会吞噬地球大气层,然后是整个地球。 黑洞如此诡异,以至于有些科学家认为,黑洞有可能是通往另一个宇宙(平行宇宙)的通道。 黑洞是一类天体,并非“一个洞”,但这并不妨碍黑洞可以成为通往另一个世界的通道。 黑洞巨大的引力和质量可以轻松把周围时空拉伸到极致,创造一个无限深度的“引力井”,整个引力井甚至可以撕裂时空结构,在时空结构上创造出一个“洞”,通往另一个时空,另一个宇宙,所谓的“平行宇宙”。 这种观点虽然目前还无法得到证实,但也有一定道理。 有科学家甚至提出了黑洞-虫洞-白洞的宇宙结构,认为黑洞,虫洞和白洞是有机结合在一起的结构,黑洞吞噬一切靠近的物体,被吞噬的物体穿越虫洞然后通过白洞“吐”出来。 黑洞“只吃不吐”,而白洞“只吐不吃”。 甚至有更让人震惊的观点:我们的宇宙都是通过白洞“吐”出来的。 当然,虫洞和白洞的概念目前更多的仍旧停留在科幻阶段,还需要更多的有力证据来证明它们的真实性。 不可否认的一点是,黑洞确实非常诡异,它如此诡异以至于黑洞本身很可能藏着不为人知的很多宇宙终极奥秘。 有科学家认为一旦揭开黑洞的神秘面纱,人类就可以更进一步靠近宇宙终极奥秘。 目前人类已知的所有物理定律在黑洞面前都会失效,需要更高一级的物理定律才能诠释黑洞内部的存在方式。 还有更神秘的奇点,黑洞的中心无限小,密度无限大的奇点,与宇宙大爆炸的“奇点”颇有几分相似之处,或许两者真的有某种“致命”的关联。 对于目前的人类 科技 水平来说,无论如何我们都不可能探测到黑洞内部到底是是一个什么样的存在方式,因为任何东西一旦被黑洞吞噬都再也出不来了,包括信息本身。 即便有一个黑洞就在你面前,你也无法知道它的内部到底是什么样的。 无论如何,科学家对黑洞和宇宙的 探索 不会停止,终将有一天人类会凭借超高智慧一步步揭开黑洞的神秘面纱!