黑洞是怎样形成的?你有哪些了解呢?
黑洞,是宇宙中非常神秘的天体,也是人类现代物理学的极限天体。
宇宙中已经发现的黑洞,主要是恒星黑洞和超大质量黑洞,恒星黑洞由死亡的恒星坍塌而成,而超大质量黑洞一般存在于星系的中心位置。
但是科学家认为黑洞应该存在三类,除了恒星黑洞和超大质量黑洞,还有特殊的原初黑洞,而原初黑洞是最难被发现的黑洞类型,人类目前尚未发现任何原初黑洞。三种黑洞的形成方式,也存在一定的差异。
恒星黑洞:
恒星黑洞是最为常见的黑洞,主要由死亡的恒星坍塌后形成。
太阳系的恒星太阳,由于质量较小,死亡坍塌后,会形成白矮星;如果是3倍太阳质量以上的恒星死亡后坍塌,可能会形成中子星;20倍-30倍太阳质量的恒星死亡坍塌,则有可能形成黑洞。
仅仅在银河系,就有至少1亿颗质量足够的恒星,已经形成的恒星黑洞数量也非常多,但是人类想要观察恒星黑洞非常困难。
恒星坍塌成为黑洞后,光线也无法逃离黑洞的引力,因此黑洞很难被人类的天文观测设备发现。
目前人类观测到的黑洞,主要都是黑洞和其他天体形成的双星系统,利用黑洞的伴星,获得少量光学信号,从而判断黑洞的位置并进行观测。
黑洞所产生的双星系统比较少见,因此宇宙中的黑洞,基本都隐藏在黑暗中。
超大质量黑洞:
超大质量黑洞的质量在100万倍太阳质量以上,在宇宙中,基本所有星系的中心,都存在一个超大质量黑洞。
科学家普遍认为,超大质量黑洞并非是由恒星死亡坍塌而形成的黑洞,如此大质量的黑洞,很有可能是宇宙诞生之初就已经形成。
宇宙一直处于加速膨胀的状态,在宇宙诞生之初,宇宙的体积较小,物质能量非常密集,在这种情况下,黑洞可以不经历恒星期,直接形成,早期宇宙的黑洞可以大量吞噬周围的物质,进而成为超大质量黑洞。
超大质量黑洞形成后,宇宙开始出现第一批星系,黑洞作为最为关键的引力来源,让宇宙逐渐形成一定的运动规律。
宇宙的加速膨胀,让各个星系之间的距离越来越远,开始形成独特的宇宙网系统,超大质量黑洞,确保了星系的结构稳定。
原初黑洞:
由于超大质量黑洞是宇宙形成之初产生的黑洞,因此科学家认为早期宇宙,也有可能产生原初黑洞。
原初黑洞和超大质量黑洞的诞生理论相同,都是由于宇宙前期物质密集,直接形成的黑洞,但是原初黑洞没有像超大质量黑洞一样,快速吞噬周围的物质,而是保持了原有的体积,没有进行过多的成长。
因此原初黑洞的体积要比恒星黑洞更小,甚至只有西瓜大小。
原初黑洞由于体积较小,观测难度较大,但是能够产生巨大的引力作用。
人类目前的观测技术,很难发现宇宙中的原初黑洞,太阳系的“九号行星”,一直都没有被天文学家发现,但太阳系外围却存在被大质量天体引力影响的现象,部分科学家认为太阳系内部,或许就存在原初黑洞。霍金也曾经表示,科学家所认为的暗物质,或许就是尚未发现的原初黑洞。
但是原初黑洞至今尚未被发现,因此也有很多科学家怀疑原初黑洞的真实性。
总结:
宇宙中的黑洞,被科学家分为恒星黑洞、超大质量黑洞、原初黑洞。三种黑洞中,只有恒星黑洞会经历恒星期,在恒星死亡后坍塌而成,超大质量黑洞和原初黑洞,都是宇宙诞生之初就形成的特殊黑洞。
黑洞作为人类现代物理学的极限天体,虽然难以发现和观测,但通过黑洞的研究和探索,人类或许可以发现宇宙最为核心的秘密。