黑洞到底“吃”什么
http://theory.workercn.cn/c/2011/01/18/110118091723342239894.html星系碰撞无法“喂饱”隐藏在它们中心的巨大黑洞,那黑洞的燃料来自何处?一项新的研究表明,像星系内部引力干扰这样不太“暴力”的活动,可能是黑洞的主要燃料来源。黑洞到底“吃”什么http://www.workercn.cn2011/1/18 09:18来源: 光明日报
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科学家们的猜测
几乎每个星系中心都有一个几百万倍于太阳质量的特大黑洞,它们中的一些相对比较温驯,就像银河系中心的黑洞。但是其它的会吸引巨大的高温碟状气体,在消逝前绽放出白热的光芒。这些碟状结构被称为活动星系核,它可以照亮整个母星系。
多年以来,天文学家们一致猜测这些贪婪的黑洞主要从星系吞并中获取燃料。他们解释说,在星系堆积的混乱中,很多气体向星系中心汇集,然后被吞没。仿真的结果表明,黑洞是和星系一同成长的,一些观测结果甚至显示一些含有活动星系核的星系有轻微的扭曲,这是近期发生碰撞的标志。
“这是很直观的”,德国马普学会天体物理研究中心的Knud Jahnke说:“但过去这只是一种直觉的想法。在法庭上你只能说有它存在的一些旁证,但没有足以一槌定音的证据。”
先前的研究只关注存在有明显活动星核的星系,这很可能导致结果产生偏差,Jahnke说,他们也没有把活动星系同那些黑洞活动相对平静的星系作比较。
星系分类者的新发现
Jahnke的最新研究成果发表在1月10日的《天体物理学期刊》上,Jahnke和他的同事从COSMOS(The Cosmological Evolution Survey)的数据中选择星系,这是哈勃空间望远镜所完成的最大的连续性星系调查。这项调查覆盖了10倍月亮大的天空区域,发现了成百上千个星系。
课题小组选择了140个活动星系核,或简称AGNs,这些星系都放射出大量的X射线,能穿透阻挡观测的气体和尘埃。他们还选择了超过1200个不活跃的星系,它们的距离和亮级都相同,这样可以保证图像的质量相同。接下来,天文学家们检测了近期发生星系碰撞的微妙标志,例如扭曲的碟状中心或者拖着尾巴的恒星。Jahnke和其他九位天文学家用肉眼检查了每个星系,这虽然看起来低端,却是可靠的挑出星系形状的方法。
“没有神奇的算法可以告诉你星系是否正在吞并。”本文的第一作者,马普学会研究中心的研究生Mauricio Cisternas说,“人脑比任何算法都给力。”
这些“人力”星系分类者们不是每次都能对哪些星系是合并的幸存者这一问题上达成一致,但他们发现吞并的星系不再可能像普通星系那样夜以继日地喂养它们中心的黑洞。至少有75%的活动星系通过其他的途径获取燃料。“我们没有观测更多AGN母星系的吞并。”Clsternas说,“因为已经有直接的证据推断吞并没有触发AGNs,这不是黑洞的主要燃料。”
意见仍然有分歧
“这是一个里程碑式的进步。”Arizona州立大学的星系天文学家Romeel Davé说,他没有参与这项研究,“这项独一无二的工作肯定给文献做了意义重大的填充。”
但有两个误区要解释,第一是黑洞在吞并后很久才开始吸取营养,也就是当星系的形状平滑以后。然而Cisternas和Jahnke的说法并不一致,因为他们调查的星系很多都是完美的螺旋形。吞并很可能永久性的毁坏了星系的形状。但是Davé并不是很确信这一点。他说,“因为观测到螺旋结构不代表发生了吞并活动。”
第二是这项新研究使用的是距地球80亿光年外的星系,虽然星系并没有远到无法清晰观测,但黑洞在100亿年前成长的最快。Davé说:“当时吞并可能仍是黑洞食物的重要来源。”。新哈勃3号广角照相机正进行的调查可以观测的更远,可能会解决这个问题。“这方面的资料很快就会完全完成。”Davé说。
文/Lisa Grossman 编译/李泽源
黑洞能通往其他宇宙?
有科学家认为黑洞可能是通往其他宇宙的虫洞。如果这理论是正确的,将会有助于解释例如黑洞信息悖论等量子难题。来自法国巴黎高等科学研究所的物理学家和来自德国不莱梅国际大学的物理学家曾提出这样一个观点——黑洞其实就是虫洞。
虫洞是连接时空架构中两个不同地方的弯曲通道。如果把宇宙想象为一个二维的纸张,虫洞就是连接这张纸片和另一张纸片的小通道。也就是虫洞连向的是一个拥有自己星星、星系等的另一个宇宙。
引起空间扭曲的小球在三维世界的例子就是黑洞。黑洞事实上是存在于四维空间的一种现象,或者说,黑洞是连接三维世界与四维空间的通道。有可能通过对黑洞的深入研究,找到克服四维空间的办法。(柯辑)
【链接】
什么是黑洞?
当一颗恒星衰老时,热核反应耗尽了中心的燃料——氢。这样,他再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,怎么办?根据科学家的猜想,如果这颗恒星的质量大于太阳质量很多,甚至达到十几、几十倍,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很小、密度很大的天体。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
总的说来,恒星有三种结局:白矮星、中子星和黑洞。
我们知道,太阳现在的半径是七十万公里。假如它变成一个黑洞,半径会缩到多少?只能有三公里。地球就更可怜了,它现在半径是六千多公里。假如变成黑洞,半径就缩小到只有几毫米。
现在,白矮星已经找到了,中子星也找到了。黑洞找到没有?因为黑洞中的光无法逸出,所以我们无法直接观测到黑洞。科学家们是通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测黑洞的存在。比如说,恒星在被吸收入黑洞时会在黑洞周围形成吸积气盘,盘中气剧烈摩擦,强烈发热,会发出X射线。藉由对这类X射线的观测,可以间接发现黑洞并对其进行研究。
黑洞真的存在吗?
虽然现在黑洞的存在已被天文学界和物理学家的大多数研究者认同,但因为黑洞是无法观测的,所以也有不少科学家对此持有疑议。
量子力学方面的反驳:黑洞中心的奇点具有量子不稳定性,所以整个黑洞不可能稳定存在。
目前发现的黑洞是一些暗能量星:美国加利福尼亚劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的天体物理学家乔治·钱普拉因等认为,目前发现的黑洞是一些暗能量星,真正意义上的黑洞是不存在的。
某些使用广义相对论等假设的延展理论可以推导出没有奇点的致密天体,统一可以完善解释所观测到的强引力现象,而这些理论在大部分状况下效应与广义相对论等价,例如同样具有重力透镜效应。黑洞的存在于宇宙学上并非绝对必要。
(摘自中国天文科普网)
编辑:林峰 突然想到,若是哪天我们的技术牛逼的很,而且到了相当很的地步。这黑洞倒是一个处理地球过剩垃圾的好地方,还有太空垃圾全都整去,多出的co2也整去,坏人也整去!日本人也去!哎呀!::070821_12.jpg::没想到有这么多功效!::070821_13.jpg:: 回复 2# mingkoukou
话说你的设想如果是自己的,那就够NB的。确实有这种设想哦:
未来的高级文明可以黑洞作为能源系统,把不能处理的废物、垃圾扔给黑洞。注意,黑洞转换质量为能量的效率高达30%,远远大于核聚变的。 http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-157624-1-3.html 突然想到,若是哪天我们的技术牛逼的很,而且到了相当很的地步。这黑洞倒是一个处理地球过剩垃圾的好地方, ...
mingkoukou 发表于 2011-1-18 17:14 http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif
本来想同意日本人这条的,但如果黑洞是个通道,且是通向极乐世界的,岂不是便宜了这厮?yct34.gif 回复 3# gohomeman1
黑洞戴森球技术的难度相当高,但是不排除这种可能性,核聚变的质能转换是比较低。 回复 2# mingkoukou
倒不如制造一个黑洞出来把整个地球都吸入其中,那就一了百了了~::070821_18.jpg::
反正现在这个世界早已变得乱七八糟、混乱不堪了。。。::070821_17.jpg:: 回复 7# 天道无极
你的回复真是寒心!::070821_05.jpg::要看到好的一面,至少要努力看到好的一面,实在看不到就想象看到好的一面!::070821_13.jpg::
玩笑归玩笑,还是往好的方面看的,比如你回复了lz的帖子,这就是好的一面!为牧夫点击率做了贡献,为天文科普事业做了贡献,虽然很小!::0024:: 回复 5# dd看星星
那就把屎尿、垃圾、噪音、臭气一起塞入黑洞,让他们在满是肮脏的极乐世界极乐吧!想一想就感觉很爽的!::070821_13.jpg::我太聪明了!!!yct36.gif 什么都吃啊!::070821_09.jpg:: 回复 3# gohomeman1
回复可敬的斑竹,在看到你的帖子之后的第一个反映,就是存垃圾!至于后面的则是随写随想的::070821_01.jpg::!跳跃性的思维,我们都需要;一个负面问题就是,无法集中精力!::070821_05.jpg:: 回复 8# mingkoukou
近来常常潜水~::070821_18.jpg::
偶承认有时想法会有些消极(因偶天生就不是什么乐观开朗的人::070821_20.jpg:: )。若有什么让诸位大大感到不安的地方,欢迎拍砖~::070821_14.jpg:: 回复 11# mingkoukou
其实吧,这是从不同的高度看问题。
同样的物质构成,甚至分子结构都没什么变化,但是生命就会从生到死;同样的,从物理角度看,都是同样的原子核和电子,但不同的组合方式构成了多彩的世界。
不能处理的废物、垃圾,在技术较低级时,本质上是不同的分子;技术较高时,就是不同的原子核等等了。再上一个层次,它们终究能转换为能量形式的。 回复 13# gohomeman1
呵呵,斑竹总是这么有深度,理解的也有层次!::070821_01.jpg::待我们技术够牛,能够改变原子、质子,甚或是原子核内的夸克的组合规律,那这个世界就没有垃圾这个概念了!
不过那个时代,那个社会,那个人间该会产生怎样的认知呢?不论是科学的还是社会的?... ...好累,不想了::070821_13.jpg:: 黑洞将是困扰人类1000年的迷 也有一说是黑洞将是人类破解宇宙最大的秘密的关键钥匙~ 黑洞并不是宇宙中的吸尘器——它不会吞噬一切 黑洞与时间旅行和虫洞休戚相关,它们一向是宇宙中富有神奇色彩的天体。 回复 2# mingkoukou
我想起来小时候看过的一个短篇科幻小说,恰好是日本的
讲的是某地有一个无底洞,最开始发现的人朝下面喊了声:喂!出来!又踢了块石头下去,没反应。后来发现扔什么下去都不见底,后来成为垃圾场兼旅游景点了,当地也发展出一座城市。后来一天一名工人在高空作业的时候,天上突然传来一声,喂!出来!又掉下来一块石头,工人也没在意,故事结束.......
我想日本人可能没有享用黑洞的福气了,等到我们能发展到把东西扔进黑洞的时候,日本早被亚欧板块和太平洋板块给挤地底下去了
yct61.gif 很明显,我们都不知道
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