神秘黑洞从何而来?黑洞的最终命运会是怎样的?

2021年6月20日21:13:36世界之谜58阅读模式

黑洞是一个离我们又远又近的东西,它的存在让科学家们纷纷加入探索的行列。那么宇宙中的黑洞是怎么形成的呢?黑洞最后的命运会怎样?

神秘的黑洞是从哪里来的?

神秘黑洞从何而来?黑洞的最终命运会是怎样的?

天文学家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,个红外信号中,每五个源中就有一个是黑洞。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(Alexander Kashlinsky)说:“我们的研究结果表明,黑洞是至少20%宇宙红外背景信号的来源,这意味着在第一个恒星时代,这些以气体为能量的黑洞更加活跃。”

天文学家认为,宇宙的红外背景信号来自宇宙第一个恒星时代的“太阳”群和黑洞群。黑洞聚集气体,同时释放大量能量。

即使是最强大的望远镜也不能将最远的恒星和黑洞视为单独的来源。但是它们的光和热的结合使天文学家能够破译年轻宇宙中经过数十亿光年旅行后的第一批恒星和黑洞的组成之谜。

研究成员之一、夏威夷大学天文研究所所长葛温约瑟夫哈辛格说:“我们希望更详细地了解那个时代的来源的真实面貌,所以我建议仔细研究钱德拉的数据,探索与宇宙红外背景信号起伏有关的x光。”

神秘黑洞从何而来?黑洞的最终命运会是怎样的?

引力波记录了古代宇宙中的各种事件。虽然引力波在形成时非常强大,但在传播过程中减弱,到达地球时变得非常弱。因此,探测引力波是目前宇宙学研究的一个重要方向。

科学家试图通过用澳大利亚东部的CSIRO Parks射电望远镜观察脉冲星信号来研究黑洞的增长。科学家们发现,几乎每个星系都有黑洞,我们银河系的中心也有质量接近太阳400万倍的黑洞。

科学家今天发现的最大质量黑洞位于NGC 4889星系,相当于210亿个太阳的质量。我们银河系的黑洞在这个离地球约3.08亿光年的巨人面前非常弱。

那么,黑洞是如何变得如此巨大的呢?

为了解决这个问题,科学家们想出了一个通过脉冲星研究黑洞的方法。脉冲星在宇宙中被描述为“灯塔”,双极脉冲现象非常有规律。黑洞参与的事件可以释放出强大的引力波。例如,在黑洞合并的过程中,引力波会四处传播。如果引力波干扰脉冲星,那么我们就可以间接探测到引力波的存在。

神秘黑洞从何而来?黑洞的最终命运会是怎样的?

科学家希望通过这种方法发现黑洞之间碰撞和合并产生的引力波,并将研究目标放在由大约20颗脉冲星组成的区域天体群上。

由于我们无法观察到黑洞的合并事件,我们可以用间接的手段来探测黑洞碰撞产生的引力波。这项研究也揭示了黑洞生长的奥秘,即质量是太阳几千万倍、几亿倍的黑洞是如何形成的。

神秘黑洞从何而来?黑洞的最终命运会是怎样的?

研究人员已经从帕克斯脉冲星计时阵列(PPTA)积累了近20年的数据。这些数据可能不足以找到黑洞干涉的引力波事件,但至少它是一个接近答案的方向。

那么,黑洞里面是什么?根据理论物理学家的最新研究,黑洞的中心可能不像今天想象的那样有无限的密度,而是宇宙其他区域的入口。

黑洞的引力如此之大,以至于没有光可以逃脱。黑洞通常是在恒星剧烈的超新星爆发后形成的。根据广义相对论,每个黑洞的中心都有一个密度无限大的“奇点”。“奇点”的无限性意味着空间和时间就此止步。长期以来,科学家们一直在寻找一种方法来避免所有已知的物理定律在“奇点”的失败。

神秘黑洞从何而来?黑洞的最终命运会是怎样的?

根据最新研究,黑洞中心可能不存在密度无限大的“奇点”,这是基于圆形量子引力理论的新发现。圆量子引力理论是试图将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只是一个高度弯曲的时空区域。这也是人们长期以来为用量子引力解决黑洞“奇点”而努力的方法。

就像圆量子引力把BIGBANG的“奇点”看作是通向其他宇宙的桥梁一样,黑洞中的“奇点”也可以看作是通向宇宙其他区域的通道。

但是目前科学家使用的模型还是很简单的,只由高度弯曲的时空组成,不包含真实物质。因此,科学家的下一个任务是增加模型的复杂性,考虑材料和不对称因素,并期望得到更现实的结果。

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