天文学家们是怎么找到离地球最近的黑洞的?他们为什么要研究黑洞呢?
“黑洞”是宇宙中天体的一种,具备其他天体不具备的特征,人类在通过特殊设备观测宇宙现象的过程中,发现了宇宙中的某些天体具备一些特定的特征和特性,比如恒星、行星、卫星、彗星、宇宙尘埃、 陨石等等,这都属于天体的一种,而人类研究黑洞只是个过程,不仅限于研究黑洞,只是希望通过研究天体来破解宇宙奥秘而已。
黑洞是如何被发现的?
想要了解黑洞,就不得不提到“理论物理学”,在人类未发现这些天体之前,人类对“物理规律”的定义还仅限于“猜测”阶段,如果以“现代广义相对论”的概念来定义黑洞,那么黑洞就是一种天体,而这类天体具备极其强大的引力,这种引力作用在“视界范围内”,其产生的“逃逸速度”甚至要大于光速,基于天体的质量和体积,它会在一定程度上影响靠近它的一切物质,其中也包括光,又因其时空曲率大到“光都无法从其事件视界逃脱”的程度,人类才把符合或具备这类特征的天体,称为“黑洞”。
黑洞的概念由德国天文学家卡尔·史瓦西首次提出,它通过计算得到了一个真空解,主要阐述“视界”的定值,而这个定制就是著名的“史瓦西半径”,后来美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒将具备“视界”的天体命名为“黑洞”,而进入视界的任何物质都无法逃脱,也包括光。
人类为什么要研究黑洞?
人类自从知道地球不是宇宙的中心以后,就一直在研究宇宙,而黑洞也是宇宙现象的一种,而且是所有天体中最为特殊的一种,基于“理论物理学”概念的衍生,几乎奠定了人类未来几百年内物理领域的发展方向,这需要不断地探索和实验才能一一验证, 比如引力、引力波、宇宙起源、天体诞生等,这需要漫长的时间去进行观察、观测。
与其说人类在研究黑洞,不如说人类在研究宇宙中的一切,不仅限于黑洞,可能很多人对地球在宇宙中的位置没有个清晰的概念理解,我们可以简单地说一下,地球是太阳系中的九大行星之一,而银行系中有上亿个类似太阳系的恒星系,有几十亿个类似地球的行星,而银河系并不是宇宙中最大的星系,星系跨度短则几光年,多则上万光年,穷极人的一生,能够将太阳系所在的银河系第三猎户旋臂探测完,那都是幸运的。
黑洞无法被观测到
宇宙是个概念,而天体在引力的作用下处于真空环境内,各大天体之间互相拉扯,形成微妙的平衡,但这种平衡很容易被打破,而黑洞就具备这种能力,但基于黑洞连光都能吸收的特性,能够靠近它的天体、天体星系极其稀少,有人曾推测,大星系的中心大多数都是黑洞,而黑洞“视界”范围内什么都不存在,但在“视界”边界之外,有大量的恒星系存在,甚至是恒星星系团存在,以银河系为例,银河系的中心之所以非常亮,就是因为在靠近中心处有大量的恒星星系团。
黑洞无法被观测到,人类观测宇宙现象依靠一些先进的仪器,比如中国的天眼、美国的哈勃等,而黑洞之所以无法被观测到,与黑洞的“视界”有关,仍然以银河系为例,人类已经确定银河系的中心存在黑洞,但如果把银河系做图样化处理,我们就会发现银河系的中心什么都没有,不能说是单纯的黑,而是一片虚无,就好像是一个“什么都看不到的空间”一样,无论宇宙中的什么物质进入,都会被吞噬,而这与天体的引力有关,假设引力可以量化,在黑洞周围的天体会被黑洞吸进去,但在没有到达视界范围内时,天体具备的引力可以抗衡黑洞的吸力,藉此形成平衡关系,而各大天体之间互相拉扯,最终形成了人们观测到的星系,比如太阳系、银河系、仙女座星系等,
结束语:人类并没有发现黑洞是如何形成的,但基于“广义相对论”,爱因斯坦认为,当一个恒星崩溃时,它会向天体内部塌缩,最终形成一个“原点”,而这个点就是所谓的“黑洞”,而人类所以观测、探索宇宙,是希望通过这些方法来提升现有的科技水平,去寻找未知的所有答案。