黑洞可不是个简单的“洞”,光线见它都得拐弯“走”

2017年07月31日07:56  来源:人民网-科普中国
 

据《科技日报》报道,1915年11月25日,爱因斯坦发表的广义相对论在天文界与物理界掀起了轩然大波。1916年,德国物理学家、天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解——史瓦西半径,预言了太空中存在一种“不可思议的天体”。1967年,这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒命名为黑洞。那么,什么是黑洞?黑洞有哪些类型?科学家是如何发现它们的?

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2017年7月9日,市民在中国人工智能小镇利用VR技术体验进入黑洞。

(龙巍/人民图片)

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《科技日报》介绍,根据目前天文学家和物理学家的理解,黑洞是质量足够大的恒星在燃料耗尽之后,发生引力坍缩而产生的体积小、密度大的天体。据新华社报道,黑洞的类型主要有以下两种,即恒星级黑洞和超大质量黑洞。恒星级黑洞是大质量主序恒星灭亡后的产物,可以被认为是恒星的某个阶段,其质量与超大质量黑洞相比较小;超大质量黑洞是一种超大黑洞,其质量是太阳质量的100万倍至100亿倍。科学界普遍认为,超大质量黑洞广泛存在于各个星系中。

对于黑洞的发现,科学家们自有办法。据新华社报道,科学家们常用以下几种方法发现黑洞:

1、寻找弯曲的光线。黑洞会产生强大的引力场,包括光在内的任何东西都会在引力场附近发生弯曲,所以科学家们可以通过弯曲光线找到黑洞;

2、观察星星的运动轨迹。黑洞的引力会对附近天体产生影响,所以如果科学家们发现在一个范围内,所有恒星都围绕着一个黑暗的中心运动,就意味着这个黑暗的中心可能是黑洞;

3、X射线泄露黑洞行踪。当黑洞吞噬物质时,会在黑洞视界外围形成一个旋转的气体吸积盘或者喷流。吸积盘和喷流能够产生X射线,所以科学家可以通过捕捉宇宙中的X射线推断黑洞的存在;

4、通过引力波寻找黑洞。2015年9月14日人类首次探测到的引力波就来自于两个黑洞的并合,而引力波也是黑洞以及双黑洞系统存在的最有力证据。(肖原)

本文由中国航天科技集团一院火箭设计师钱航进行科学性把关。

(责编:高黎明、张希)