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12年之后,拉普拉斯也指出宇宙中有一个天体可以吸引光线,并且在著作《宇宙体系论》当中提出了相关计算公式,这时的黑洞在人们眼中还是一个“不可见星”。不过,在广义相对论提出之前,我们是无法正确描述黑洞的,可以说广义相对论是人类得以研究分析黑洞的基础。
德国天文学家卡尔·史瓦西正是基于爱因斯坦的引力方程,提出了当物质集中于空间一点,其周围会形成“视界”,而这个视界存在单向性,只要进入就不可能再逃出。我们前文中也有提到有关于史瓦西黑洞的相关概念,在这之后,“黑洞”这一名称才真正被启用。
人们在未来的100多年中,对黑洞展开了无数研究,在科学家的努力之下我们发现了更多关于黑洞的信息。比如说除了史瓦西黑洞以外,学界还确定了克尔纽曼黑洞等等。相较于17世纪和18世纪对黑洞的模糊描述而言,现在变得更加具象化了。更不用说,霍金的黑洞辐射理论,挑战了黑洞“只出不进”的基本性质。
2019年4月21日时,人类获得了首张黑洞照片。这张照片中的黑洞位于M87星系,其质量约为太阳的65亿倍,距离地球5500万光年左右。从照片中可以看出,黑洞的中心正是漆黑一片,而发光的是它周边的吸积盘。
值得一提的是,这张照片并不是由某个设备拍摄得到的,而是由全世界近10台的毫米波望远镜进行联网观测后才得到的,可见拍摄黑洞是一件极为困难的事情。
在拍摄之前的准备工作也很繁冗,因为黑洞本身是很难被探测到的,如果探测都成问题又怎么可能完成拍摄呢?所以,找到黑洞的所在也很重要,那么一般会通过什么方法找到黑洞呢?
可以利用引力效应、辐射效应、密度效应和引力透镜等方式,以辐射效应为例,当黑洞在利用自己的引力吸引周围的物质时,这些物质会产生碰撞,从而辐射出各种电磁波。其中的X射线还可以形成射线源,所以我们可以追寻着X射线源揪出藏匿在它背后的黑洞。
白洞与虫洞
黑洞作为宇宙当中横行的霸主,不仅可以吞噬所有的天体,还会在发展的过程中通过合并变大。白洞正好与之相反,这一假设天体也是基于广义相对论提出的,它的一切性质和基本特征都与黑洞完全相反。
因此也有不少科学家认为,黑洞的背后可能存在着白洞。白洞会被黑洞吞噬掉的天体在喷射回宇宙当中,按照这种说法来看,白洞是“只出不进”的。不过,虽然我们都期待着宇宙当中有白洞这种存在,毕竟它可以将黑洞吞掉的东西重新返还给宇宙。但是这些年里,我们从未探测到类似“白洞”的天体,所以至今它都活在人类的假设中。
和黑洞、白洞同样有名的就是虫洞了,虫洞之所以这么受大家,就是因为它也许可以帮助我们实现“时空穿梭”的梦想。其实从某种角度来说,黑洞也能帮助人类实现时空穿越,但是黑洞巨大的引力却使我们望而却步。虫洞就不同了,它像是一条狭窄的隧道,连接起了两个不同的空间,只要能通过外力保证它的稳定性,那么实现时空穿梭可谓是易如反掌。
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