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什么是黑洞

11 Jul 2021

Reading time ~1 minute


概述

黑洞是空间中的一个地方,引力非常大,以至于连光都无法射出。引力如此之大,是因为物质被挤进了一个很小的空间。这可能发生在一颗恒星正在死亡时。

因为没有光可以出去,所以人们看不到黑洞。他们是隐形的。带有特殊工具的太空望远镜可以帮助寻找黑洞。特殊工具可以看到非常靠近黑洞的恒星与其他恒星的行为有何不同。

黑洞有多大?

黑洞可大可小。 科学家认为最小的黑洞只有一个原子那么小。 这些黑洞非常小,但有一座大山的质量。 质量是物体中物质或“物质”的数量。

另一种黑洞被称为“恒星”。 它的质量可以达到太阳质量的 20 倍。 地球银河系中可能有很多很多恒星质量的黑洞。 地球的星系被称为银河系。

最大的黑洞被称为“超大质量黑洞”。 这些黑洞的质量加起来超过 100 万个太阳。 科学家们已经发现证据表明,每个大星系的中心都包含一个超大质量黑洞。 银河系中心的超大质量黑洞被称为人马座 A。它的质量相当于大约 400 万个太阳,可以装在一个可以容纳几百万个地球的非常大的球内。

cygx1_ill.jpeg-1490.6kB 图一:一位艺术家正在绘制一个名为 Cygnus X-1 的黑洞。 它是在一颗大恒星塌陷时形成的。这个黑洞从它旁边的蓝星中吸取物质。 图片来源:NASA/CXC/M.Weiss

黑洞是如何形成的?

科学家认为最小的黑洞是在宇宙开始时形成的。

当一颗非常大的恒星的中心落入自身或坍塌时,就会形成恒星黑洞。 当这种情况发生时,它会导致超新星爆发。 超新星是一颗爆炸的恒星,将恒星的一部分炸入太空。

科学家们认为超大质量黑洞与它们所在的星系同时形成。

blackhole_2.jpeg-31kB 图二:一位艺术家的画显示了银河系的当前视图。 科学证据表明,银河系中央有一个超大质量黑洞。 图片来源:NASA/JPL-Caltech

如果黑洞是“黑色的”,科学家怎么知道它们在那里?

黑洞是看不见的,因为强大的引力会将所有的光都拉到黑洞的中间。 但是科学家们可以看到强大的引力如何影响黑洞周围的恒星和气体。 科学家们可以研究恒星,以确定它们是否在围绕黑洞飞行或绕黑洞运行。

当黑洞和恒星靠得很近时,就会产生高能光。 这种光是人眼看不到的。 科学家们在太空中使用卫星和望远镜来观察高能光。

sgr_lg_2.jpeg-558.4kB 图三:人马座A*是银河系中心的黑洞。 图片来源:X 射线:NASA/UMass/D.Wang 等人,IR:NASA/STScI

黑洞能毁灭地球吗?

黑洞不会在太空中运转,吞噬恒星、卫星和行星。 地球不会掉入黑洞,因为没有一个黑洞离太阳系足够近,地球可以做到这一点。

即使一个质量与太阳相同的黑洞取代了太阳,地球也不会掉进去。黑洞的引力与太阳相同。 地球和其他行星将围绕黑洞运行,就像它们现在围绕太阳运行一样。

太阳永远不会变成黑洞。 太阳不是一颗足够大的恒星,不足以形成黑洞。

美国宇航局如何研究黑洞?

NASA 正在使用在太空中旅行的卫星和望远镜来了解更多关于黑洞的信息。 这些航天器帮助科学家回答有关宇宙的问题。


文章来源:https://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html



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