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黑洞，難解的宇宙謎題

2021.03.17

黑洞的大名，可謂無人不知無人不曉。但若問你黑洞究竟是什么，黑洞是如何產生的，能夠回答上來的人卻又寥寥無幾。

其實，科學家們從未停止過對黑洞的研究。

2019年4月10日晚，包括中國在內的全球多地天文學家，同步公布了這張黑洞照片。這是人類首次一睹黑洞的真容。

事件視界望遠鏡項目組拍下的黑洞照片

這張照片雖然看起來非常模糊，仿佛看不出個所以然來，然而，它其實大有文章。發(fā)光的區(qū)域就是黑洞外圍，中心黑色的區(qū)域就是黑洞的視界線內部了。

黑洞照片動態(tài)示意圖

根據愛因斯坦的相對論，黑洞誕生于超大質量恒星的殘骸，當恒星燃燒殆盡時，發(fā)生了巨大的爆炸，但內核得以幸存，逐漸坍縮并形成一個無限小的點——奇點。

奇點密度巨大，可以使周圍空間發(fā)生扭曲，甚至光都無法逃逸。

黑洞形成示意圖

如此說來，我們拍到的黑洞照片中間的黑色區(qū)域就是“黑洞本洞”了，那么，其外圍的光亮又是從何而來呢？

黑洞強大的引力可以將宇宙氣體吸引過來，并繞著它旋轉。

黑洞吸引宇宙氣體繞其選轉

這些宇宙氣體運動的速度越來越快，溫度也越來越高，甚至可以升高到數十億度，于是，它發(fā)光了。

黑洞外圍氣體發(fā)出的微弱的光

這些光，就是我們拍攝到的黑洞外圍微弱的亮光了。

為了拍攝到這張黑洞照片，科學家們付出了許多努力，在地球上的許多地方搭建起了射電望遠鏡陣列，這是科學家們拍攝黑洞照片的重要工具。

射電望遠鏡陣列

這些射電望遠鏡可以接收宇宙天體的射電輻射，并將這些電磁信號以其他形式呈現出來。

每一臺射電望遠鏡收到的數據量都非常大，加到一起差不多有10PB。按照一臺筆記本電腦的硬盤是1TB來計算，這些望遠鏡為此次觀測接收的數據可以裝滿1萬多個筆記本。

科學家正在處理數量龐大的數據

通過對黑洞的持續(xù)研究，科學家們發(fā)現，黑洞并不是一成不變的。

我們知道，星系并非一動不動的，比如我們所處的銀河系，就正處于運動狀態(tài)。當兩個星系距離很近時，它們就會碰撞、合并，每時每刻，全宇宙都有幾十億次星系的合并正在進行。

兩個星系合并到一起

星系的合并過程非常劇烈，往往會發(fā)生許多次的碰撞、彈開、再碰撞、再彈開……星系內部的恒星和行星軌道發(fā)生變化，最終，兩個星系合二為一。

星系合并時的劇烈運動

因此，處于星系中的黑洞，也將融合在一起。它們逐漸靠近，并在引力作用下飛速旋轉，最終，合成一個黑洞，并引起劇烈的引力波運動。

黑洞的融合過程

黑洞，正如它充滿神秘感的名字，仍有許多未解之謎，等待我們去探索。

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