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黑洞吞噬恒星,宇宙十大暴力事件

王小碗儿
黑洞也是太空天体之一,超大质量黑洞不发光,吸引并吞噬一切考经它的物体,天文学家现在可以完整地见证黑洞“进食”恒星的整个过程。当一颗不幸的恒星出现在一个超大质量黑洞附近时,强烈的潮汐力会将恒星撕成碎片。这些碎片会形成吸积盘,缓慢坠入黑洞,这一过程发出的辐射就像恒星的“临终哭泣”,会使先前休眠的黑洞暂时变得比星系中的所有恒星都要亮,成为宇宙中最明亮的焰火。

1、黑洞吞噬恒星
  虽然撕裂一颗恒星这样的大规模事件已经够壮观了,但这还只是一场烟花表演的开始。在恒星被撕裂之后,碎片将分散开,逐渐偏离恒星的原始轨道。基础轨道力学指出,大约一半的碎片将被排出,成为从黑洞附近流出的纤长细丝,而另一半则旋绕黑洞,形成一个吸积盘 ——一种缓慢落入黑洞的螺旋环结构。当吸积盘的物质落入黑洞时,会加速至接近光速,并在引力和摩擦力的压缩和加热下,温度不断升高,在接近250 000℃时会开始发光。在几周或几个月的时间内,一次典型的潮汐瓦解事件...
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黑洞也是太空天体之一,超大质量黑洞不发光,吸引并吞噬一切考经它的物体,天文学家现在可以完整地见证黑洞“进食”恒星的整个过程。当一颗不幸的恒星出现在一个超大质量黑洞附近时,强烈的潮汐力会将恒星撕成碎片。这些碎片会形成吸积盘,缓慢坠入黑洞,这一过程发出的辐射就像恒星的“临终哭泣”,会使先前休眠的黑洞暂时变得比星系中的所有恒星都要亮,成为宇宙中最明亮的焰火。

1、黑洞吞噬恒星
  虽然撕裂一颗恒星这样的大规模事件已经够壮观了,但这还只是一场烟花表演的开始。在恒星被撕裂之后,碎片将分散开,逐渐偏离恒星的原始轨道。基础轨道力学指出,大约一半的碎片将被排出,成为从黑洞附近流出的纤长细丝,而另一半则旋绕黑洞,形成一个吸积盘 ——一种缓慢落入黑洞的螺旋环结构。当吸积盘的物质落入黑洞时,会加速至接近光速,并在引力和摩擦力的压缩和加热下,温度不断升高,在接近250 000℃时会开始发光。在几周或几个月的时间内,一次典型的潮汐瓦解事件将导致先前休眠和看不见的黑洞暂时比星系中的所有恒星都要亮。
  人类探测器可以凭借潮汐瓦解事件来观测宇宙中的超大质量黑洞。
  黑洞中时间旅行参观“平行世界”
  时空一直都是人类探索的一个方向,日前,英国杜伦大学文学教授西蒙•约翰•詹姆斯(Simon John James)和物理学家理查德•鲍尔(Richard Bower)参与了时间机器的展览策划,他们在The Conversation上的对话表示未来通过黑洞进行时间旅行并非天方夜谭。
  使用最先进的望远镜可以观察到亮度最微弱的星系让我们研究过去。但是在旋转的黑洞内部,空间和时间概念不再适用,时间旅行似乎也不再是毫无可能。现代物理学的主要挑战之一就是是否可以回到过去。

     爱因斯坦相对论关键理论之一就是物体存在于四维时空的长线上、时间和空间的统一状态中。他认为时空是联系在一起的,不能分开思考。因此,最合适的想法就是认为自己始终沿着这条四维世界线运动并以光速驶向未来。但是时间旅行可以回到过去吗?表面上说答案是否定的,但是前几代科学曾提出人类不可能飞上天空,也许科学家都需要灵感和天马行空的想象。
  詹姆斯认为可以在科幻小说中找到很多灵感和奇思妙想。最著名的时间旅行小说是1895年英国小说家赫伯特•乔治•威尔斯发表的《时间机器》,这是第一个想象人类通过技术进行时间旅行的故事。
  鲍尔认为文学手法解放了实际时间旅行的核心障碍。虽然爱因斯坦的理论允许延长和缩短时间,但事件的因果顺序保持不变。在黑洞内部,空间和时间是扭曲的,所以时间旅行并不是完全不可能。也许循环的世界线切断了旧的未来,创造出了一个新未来,形成同时存在的平行世界。

     从传统的观点来看,时间循环有很大的错误,但是量子力学的现代解释表明,世界实际上可能包含许多平行的未来,并不断地相互分离。从这个角度来看,时间旅行并没有让人恐惧。
  詹姆斯非常着迷于时间旅行的灵活性,就如谈论不同类型学术研究时的隐喻。最近他受到自传体记忆心理学的启发,认为人的自我意识是对自己过去的表达,记忆和对未来的规划是一种“精神时间旅行”。
  鲍尔认为文学思想对科学理解的挑战十分有意思,也许这些平行的未来可能是真实存在的。不过目前人类对黑洞的探索还是很有限的。
2、超新星爆炸

  恒星的剧痛死亡--超新星爆炸。这张图片基于美国宇航局“斯皮策”太空望远镜的观测数据,从而揭示仙后座A超新星是以相同的形式的产生爆炸,当它们进入太空时仍保留其外层。
3、热核恒星爆炸

超新星爆炸事件非常明亮,观测者能够较早期地在夜晚观测到超新星释放出的光亮。如图所示,这是超新星SN 2006gy的爆炸过程。
4、伽马射线爆

恒星爆炸释放伽马射线流距离地球75亿光年星系中的一颗恒星爆炸非常强大,所释放的光度很明亮,人们在地球上完全可以通过肉眼进行观测。天文学家通过美国宇航局“雨燕”人造卫星记录了此次恒星爆炸更详细的观测资料,称此次爆炸为“伽马射线爆”。
5、黑洞吞并共同恒星的其他

      黑洞吞并共同恒星的气体如图所示,一个超大黑洞的形成源自垂死的恒星,该黑洞正在吞噬着垂死恒星另一颗共生恒星所释放的气体,黑洞能够吸食范围之内的所有宇宙物质和光线。
6、小行星撞击行星

     一个巨大的太空星体碰撞木星,在木星表面形成一个太平洋大小的“黑眼圈”,科学家分析称,木星表面出现的黑眼圈很可能是由一颗未探测到的彗星碰撞造成的,提示许多天文学家未来有一日可能出现类似的碰撞事件,足以对地球构成致命的毁灭,使人类重蹈恐龙灭绝之路。
7、超级黑洞吞入电子流

     如图所示,人马座A星系中心一个超大质量黑洞附近的电子流与无线电、X射线和可见光结合在一起。星系内黑洞质量相当于太阳1亿倍,该电子流被吞入超大质量黑洞之中,电子流需要传播0.5光年。当电子流猛烈撞击周边气体,就形成一股冲击波,右下侧正是冲击波喷射出的蓝色X射线。
8、星系碰撞

       哈勃天文望远镜拍摄到星系碰撞。天文学家认为20亿年之后仙女座星系将与银河系进行合并,并吞噬银河系全部的星体。如图所示,这是科学家模拟的仙女座星系恒星爆的过程。
9、神秘的暗物质

      科学家认为暗物质在宇宙中占主要成份,当天文学家观测两个超大星系簇发生碰撞时可揭示暗物质的存在。这项观测基于钱德拉X射线天文台和其他天文望远镜,显示出星系碰撞如何从普遍宇宙物质中分离出暗物质。如图所示,粉红物质是星系碰撞出现的普通物质,蓝色物质则是暗物质。
10、“星系高速路”的连环碰撞。

     如图所示,呈现的是星系高速路的连环碰撞,这张合成照片是由钱德拉X射线天文台、哈勃太空望远镜和夏威夷凯克天文台拍摄完成的。图片揭示4个隔离星系簇之间沿一条0.13亿光年长的星系高速路壮观碰撞,在这个星系高速路上充满着星系、气体和暗物质。
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