www.zhiqu.org     时间: 2024-06-15
能吞噬一切的黑洞最后会不会把整个宇宙全部吞噬掉?~

黑洞这个名字充满了神秘色彩,实际上黑洞并不是洞,而是实实在在的宇宙天体。
黑洞最早诞生于相对论之中,史瓦西通过相对论公式求解推导出了黑洞这种天体,当时它还没有被赋予“黑洞”这个名字,而是叫做“史瓦西解”,后来人们依据其特性,将其命名为“黑洞”。现在,人类已经证实了黑洞的真实存在,甚至还取得了黑洞的照片,黑洞从理论走向了现实。
那么什么是黑洞呢?恒星级黑洞通常是由大质量恒星坍缩而成,当大质量恒星的燃料耗尽,向外的辐射压消失,整个恒星便会因强大的引力向内部坍缩,最终形成一个密度极大的天体,科学家认为由于强大的引力使得物质会无限坍缩下去,所以黑洞的实体很可能只是一个密度无限大,而体积无限小的奇点。


所有的黑洞都拥有无限大的密度,但质量却并不相同。
质量越大的黑洞,其引力就越大,界范围也就越大。在黑洞的界内部,逃逸速度超越了光速,所以连光也无法逃脱,因为界之内的一切都是不可见的,而我们之所以能够观测到黑洞,是因为在黑洞界之外,正在被黑洞吞噬的物质被拉扯撕碎,释放出巨大的能量,从而形成了一圈明亮的发光盘,所以黑洞从外表看起来就是一个光圈环绕着的一个黑洞。
黑洞的大小不尽相同,除了由大质量恒星坍缩而成的黑洞以外,宇宙中还存在着星系级黑洞,星系级黑洞大多形成于宇宙诞生之初。在宇宙诞生之初,物质密度极高,在物质高度密集的区域,它们凝聚并坍缩成为巨大的星系级黑洞。


星系级黑洞拥有强大的引力,可以间接主导一个星系的运行。
每一个星系的中心都有着一个大质量的星系级黑洞,比如在我们的银河系中心就有着被命名为人马座a*的星系级黑洞,它带动周围的天体高速运动,形成银心,银心又带动整个银河系运动起来。不论是恒星级黑洞,还是星系级黑洞,它们强大的引力都会导致它们不断吞噬周围的物质,以人马座a*为例,它每过几百年就可以吞噬掉相当于一个太阳的物质总量,而随着黑洞不断吞噬新的物质,它的质量又会进一步增大,于是界范围也会随之增大。
黑洞强大的引力所能够影响的范围是非常广泛的,即使是距离黑洞很远的星系,也会因黑洞引力逐步向它靠近,而近到一定距离之后,它的物质便会开始被黑洞吞噬。


黑洞的吞噬能力是否存在极限呢?如果黑洞一直吞噬下去,会不会终有一日将整个宇宙都吃掉呢?
这个问题暂时无法做出解答,虽然很多科学家认为黑洞的吞噬能力是存在上限的,但是对于上限到底在哪里,却毫无头绪。假设黑洞会一直吞噬下去,那么体积就会不断增大,相近的黑洞又会相互合并,然后变为更大的黑洞,拥有了更大质量的黑洞,引力进一步增强,便会吞噬更多的物质,且吞噬速度也会变得更快。
而终有一日,宇宙间所有的物质都会被黑洞所吞噬,而黑洞的界范围也会蔓延至整个宇宙,在黑洞内部,一切物理定律都是失效的,时空可能在这里不复存在,只有黑洞的中心存在着一个密度无限大的点,奇点。


宇宙本身似乎和黑洞很像。
根据宇宙大爆炸理论,宇宙最初就是诞生于一个奇点,奇点爆炸之后,物质、时空喷涌而出,而在奇点爆炸之前,奇点之外空无一物,包括时空也不存在,这不就是黑洞吗?的确有科学家提出了大胆的假设,也许宇宙本身就是一个黑洞。
当奇点质量达到一个上限之后,就会发生爆炸,然后一切会再次喷涌而出,这就是宇宙的循环。当然,这只是一种猜想,不过有趣的是,如果我们把可观测宇宙视为一个黑洞的话,然后我们去计算可观测宇宙的体积和质量,会惊奇地发现这与黑洞的史瓦西半径非常接近,而且宇宙间物质的密度与黑洞本身的物质密度也是高度相似的。也许这一切只是巧合,也可能宇宙就是一个黑洞。

黑洞是目前人类在宇宙中发现的最神奇,最神秘的一种天体,最早提出存在黑洞这种天体是通过爱因斯坦的广义相对论计算出来的,直到2019年4月,人们才在狭义上通过视界望远镜拍摄到了黑洞的图片,从而确切的证明了黑洞的存在。


对于黑洞,我们印象最深刻的就是其引力很大,在其视界内,就连光逃不出它的引力,它能够撕裂一切靠近它的物质。那么这就产生了一个有趣的问题,宇宙中的黑洞吞噬掉的星球,都去哪了?
在黑洞周围(即事件视界)其实是空空无也的,因此可以说黑洞的胃口是无限的,它会无休止地吞噬到所捕获到的任何物质。
那么黑洞为什么会有吞噬能力呢?
根据牛顿的万有引力定律可以得到质量和引力有关,并且引力与天体的质量是成正比的,也就是说恒星的质量越大,其引力也就越大。


众所周知,黑洞的质量是非常大的,那么其引力也是非常大的,大到你无法想象。经过科学家们的研究发现,无论是第一宇宙速度还是第二宇宙速度都与天体自身的质量有关,换句话来说,其物体的质量越大,那么它所需的速度就越大,因此我们可以说黑洞所需要的速度比第二宇宙速度还要高,甚至还要高于光速,这也就会使得任何低于或者等于光速的东西都会被黑洞吸进去,无法逃逸。


根据爱因斯坦狭义相对论的“光速不变原理”的假设,我们可以推断出任何物质、信息、能量都无法超越光速,因此我们可以认为,在已知的所有物质都会被黑洞所吞噬,但牛顿的万有引力定律只适用于弱引力场,因此在强引力场中误差会比较大,这时爱因斯坦的广义相对论就可以对这作出解释,爱因斯坦认为引力的本质是时空的弯曲,而地球之所以能够绕着太阳转,也是因为太阳压弯了周围的时空,才得以地球沿着时空的测地线运动。


并且惠勒也曾经说到,时空告诉物质如何运动, 物质告诉时空如何弯曲,所以,如果说太阳能够使得时空弯曲,那么黑洞也可以,不同的是黑洞对时空的弯曲程度是十分剧烈的,甚至在它周围的物质如果沿着测地线运动都会掉落到黑洞当中,当然,光也会不例外。
因此我们可以说,迄今为止,我们人类已经探明的物质都没有办法逃离黑洞,可以说是无一例外,这都是因为黑洞巨大的引力所造成的。


黑洞拥有着可怕的引力,每一个在其周围的恒星都难逃被吞噬的命运,但只要在安全距离以内。科学家们对黑洞的吞噬也一直在进行一定的研究,那么黑洞是如何对周围东西进行吞噬的呢?
黑洞是如何对周围东西进行吞噬的?
由于有大量的物质集中在黑洞那极小的体积中,导致它们塌陷成奇点,也让其周围环绕着任何物质都无法逃脱,如果有物质离黑洞太近,那么黑洞的力量就会将其撕裂。
而黑洞是由于一个大质量的恒星变成超新星后,在中心核心内爆炸形成,并且如果有任何物质位于黑洞的事件视界内,即使它以极限宇宙速度极限移动,也是无法逃脱的,一旦越过临界点形成一个黑洞,事件视界内的所有东西都会收缩成一个奇点。


对于黑洞外的物体来说,由于黑洞的质量非常大,因此当物质接近黑洞的时候,就会感受它巨大的潮汐力,对于潮汐力相信大家都有一定的了解,如果地球部分地区离月球近,那么这片区域将会受到比较大的引力,因此越接近黑洞,引力就越强,潮汐力撕开组织的力量也就越强,因此潮汐力量和黑洞周围已经存在的物质的结合可以将外部物体撕裂,一小部分被撕开的粒子将经历足够的阻力,被引入吸积盘并最终进入黑洞本身。


就拿发生在距离我们18亿光年以外的星空中的一场“黑洞进食”来说,这场观测最早是从2005年开始的,其实人类之前是从未有过如此好的机会,可以观察到这一天文奇观。
这场观测发现,当“潮汐瓦解”这一过程发生的时候,一颗完整的恒星被撕得稀碎,变成了一段弧形的长条状形态,然后慢慢进入到黑洞内部。


黑洞本身并不发光,也无法反射光线,但是它的超级引力会将撕裂出来的恒星物质进行压缩和加热,从而释放出耀眼的光芒,形成一个类星体,而这样的类星体发出的光短暂而明亮,随着时间的推移,X射线频段的亮度会慢慢的减弱,直到最后所有的光芒消失。
一般来说,任何东西吸收掉其他物质都会壮大自身的体积,就比如我们人吃多了肚子会大起来,但黑洞却是一个例外,黑洞吸收掉其他物质之后却没有任何变化,那么被黑洞吞噬掉的东西去哪里了呢?


被黑洞吞噬掉的东西去哪里了?
事实上依我们目前的科技能力,对于黑洞我们只能观察到它吞噬天体的过程,撕裂粉碎成粒子,然后吸收,但是对于去向确实一无所知。
而目前科学界对于黑洞吞噬掉的东西去向主要有两种猜测:一种说法是黑洞自身消耗了吸收的粒子,转而消耗变成热辐射发射散去。而另一种就是所谓白洞理论,是异世界异空间学说,这种说法认为黑洞作为导体,负责吸收,而能量会随之从白洞散发,这样黑洞白洞作为一体而言那就可以解释的通。


黑洞其实算是一种天体,而其吞噬就是将一切物质吸到附近然后进行粉碎,所以说成为黑洞的一部分这个说法应该不成立,但吸收应该是壮大体积,而黑洞却是渐渐在消失,因此黑洞应该不是独立的宇宙系统。
大胆的说,它应该是可以将一切吸收到的能量进行转换然后发散到宇宙中,形成我们所认为的热辐射。所谓的白洞理论其实只是一种猜测,现在没有任何科学依据可以让这个理论站得住脚,只是说人们对于时空的期待和幻想导致了这一大胆的猜测。