2023-06-28 06:47:57 来源 : 星空承载梦想
人类是地球上最有智慧的生命,从人类诞生以后,人类就在不断的探索世界的奥秘,根据科学家的研究我们能够知道,地球是一颗有生命存在的星球,在地球上有海洋生物、有陆地生物、有两栖生物和微生物等等,在众多生物当中,人类是唯一的智慧生命,人类在短短几千年的时间内走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度非常快,当人类走出地球看到宇宙之后,人类的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人类想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中除了地球生命之外,是不是还存在外星生命?带着这些疑问人类走上了探索宇宙的道路。经过科学家多年来对宇宙的研究得出,在宇宙中除了恒星、行星、彗星之外,还有非常神秘的天体黑洞。
在1783年的时候,一位叫做米歇尔的英国业余天文爱好者给当时著名的卡文迪许写了一封信,信中他认为宇宙中存在一种质量足够大,而导致完全黑暗,连光线也无法从表面逃走的星星,将其称为是暗星,这是关于黑洞最早的推论,之后法国科学家拉普拉斯也提出了暗星的概念,在1799年的时候,他出版了著作《天体力学》的第一版,到了1916年的时候,爱因斯坦在广义相对论中预言了一种天体,当这个天体的质量达到一定程度的时候,连光都无法逃离,由于这个天体的引力太过于极端,所有连爱因斯坦本人当时都不相信黑洞的存在,在爱因斯坦广义相对论发表的同年,德国物理学家卡尔史瓦西给出了关于黑洞的引力场方程的第一个精确解。
(资料图)
这个解表明如果将大量物质集中在空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——视界一旦进入这个界面,即使光也无法逃离,后来这种不可思议的天体被美国物理学家约翰.阿奇博尔德.惠勒命名为黑洞,不过由于当时人类的科技不够发达,所以科学家一直都没有发现黑洞,不过在2019年的时候,科学家拍到了第一张黑洞的照片,这也证明了黑洞确实存在宇宙当中,根据科学家的研究得出,在星系的中心存在超大质量的黑洞,曾经清华大学附属天文台宣布,他们使用激光干涉重力波探测器,来测量太阳系外黑洞的额质量,被测量的黑洞质量大约是480倍太阳质量。这一发现受到了国际科学界的广泛关注。
虽然人类发现银河系中心黑洞的时间并不是很长,但是发现过程却经历了几十年的时间,在20世纪60年代的时候,英国科学家罗杰.彭罗斯一系列的论文中提出了“引力坍缩和时空奇点”的概念,这一概念为银河系中心黑洞的发型奠定了基础,根据科学家多年的研究发现,银河系中心存在异象,所以科学家推测银河系中心存在黑洞,1、银河系中心附近星系的运动,安德烈娅.盖茨团队多年的追踪和观测发现,在银河系中心附近的恒星明显受到了巨大引力的影响,此后,莱茵哈德.根策尔的研究团队利用更加精密的观测仪器对这些恒星进行了测量,得出其周围一定存在一个质量巨大的天体。
基于恒星的轨道参数可以得到该质量天体的信息,质量非常大,几乎能够肯定它是一个超级黑洞,2、射电辐射观测,在银河系中心黑洞周围有大量的气体,它们会受到银河系中心黑洞的引力影响并向其大量聚集,在此过程中会产生射电辐射,因此,不少科学家采用了射电望远镜进行观测,从而发现银河系中心黑洞的存在,银河系中心是由大质量、高速旋转的高温球体演化成旋涡状,从物理的原理可以这样解析,当银河系中心大质量高速旋转的高温球体旋转臂上星体恒星星素增加到一定限量时,银河系中心的这个高温球体就会逐渐放慢旋转力度。旋转力的变慢将会产生球体物质的一系列变化,首先由高温逐渐冷却、收缩、塌陷。
通过种种推测和研究,科学家对银河系中心黑洞的存在非常肯定,但是也有一些科学家认为,在银河系中心可能存在的并不是黑洞,其主要原因是,银河系中心黑洞周围运行的气体云团G2行动轨迹和理论预测偏差比较大,这是一个重大的疑点,有很多科学家认为,银河系中心区域的替代者可能是暗物质团,暗物质在很早的时候就被科学家提出来了,科学家认为,在我们的宇宙中,能够看到的物质(恒星、彗星、小行星、中子星等等)占到了宇宙总质量的百分之10,而看不见的物质(暗物质)占到了宇宙总质量的百分之90,从占比上我们就能够看出,暗物质才是宇宙中最主要的物质。
在1933年,天体物理学家兹维基通过光谱分析了后发座星系团内的星系运动速度,分析结果显示星系团中星系弥散速度太高,按照平方反比定律,这些星系并不会聚集成群,它们应该相互飞散才对,这似乎违背了万有引力定律,于是兹威基认定在后发座星系团内肯定还有其他未被发现的物质提供着额外的引力,其质量是可见物质的百倍以上,这种“额外物质”便是今天我们说的暗物质。随后科学家对星系进行了深入研究,科学家大规模的分析了宇宙中天体的运动速度,最终发现,在单个星系上其外围的恒星运行速度要比理论上值计算的要快的多,这意味着如果没有其它引力存在,整个星系将会分离。
目前科学家能够确定的是暗物质不是由我们已知的任何粒子构成,我们无法在电磁波频谱上面发现它的踪迹,不过有一种方法能够可以间接的发现它们的存在,那就是引力透镜效应,引力透镜是一种广义相对论预言的现象,它是指当宇宙中的大质量物体(星系、黑洞等)通过其引力场弯曲周围的时空,会使得光线的传播路径产生弯曲,从而在观测者的视线上产生一种像透镜一样的效果,使得背景光源的形象出现变形、变亮或者成为环形等多种现象,这种效应被称为是引力透镜效应,引力透镜效应的理论基础是爱因斯坦的广义相对论。按照广义相对论的解释,质量会扭曲周围的时空,使得光线传播路径产生曲线。
从而产生像透镜一样的效果,比如说,当一个宇宙中的大质量物体位于观测者和远处的背景天体之间时,其强大的引力场会扭曲周围的时空,使得从背景天体发出的光线沿着曲折的路径折射到观测者的视线上,从而在视线上产生背景天体的像,前段时间,科学家在进行宇宙观测的过程中意外发现了一个神秘的现象,在位于50亿光年以外的区域中,竟然存在一个正在一分为二的神秘星系,这到底是怎么回事?经过科学家的研究发现,出现这种情况的原因可能是由于类星体所发射的光线在返回地球的过程中,受到了某种巨大天体的阻碍,进而被其周围产生的引力影响,所以才会发生折射,然后产生两个相同的图像。
其实早在广义相对论中,爱因斯坦就给出了类似的解释,当光经过超大质量物体的过程中是会产生影响的,因为这些物体的质量过大,起周围会形成一圈引力波,当引力波足够大的时候,就会对光线造成扭曲歪斜的作用。引力透镜现象让我们对宇宙的理解更加丰富和深入,它不仅仅展示了物理学和天文学的精妙之处,还启发了我们对宇宙中奥秘的思考,看到这里,相信很多人都会产生一个疑问,就是暗物质为何如此神秘?到现在我们都没有找到暗物质,其实科学家在很早的时候就开始寻找暗物质了,为了寻找暗物质,很多国家纷纷布局了一系列国家级甚至世界级的实验探测计划。
如丁肇中领衔的阿尔法磁谱仪AMS、美国华盛顿大学主导的轴子暗物质实验ADMX、中国科学院紫金山天文台主导的“悟空”卫星DAMPE、中国锦屏地下实验室的PandaX、清华大学主导的中国暗物质实验CDEX和欧洲核子中心的太阳轴子望远镜CAST等。但到目前为止,还没有找到暗物质存在的确切证据。目前科学家对暗物质只是推测,科学家认为,暗物质能够控制天体的运行,在我们的宇宙中,除了引力能够控制天体运动之外,暗物质也能够控制天体的运行,比如说在我们的银河系中,越是靠近银河系中心的物质,受到的引力就越大,但是远离银河系中心的天体它们受到的引力影响就越小。
而产生的离心力就越大,既然如此,那么银河系边缘的天体应该会被离心力甩出去,但是银河系边缘的天体还能够正常围绕银河系中心转动,科学家认为,这就是暗物质在起作用,暗物质能够控制天体的运行,使它们不被离心力甩出去,虽然科学家到现在还没有发现暗物质,但是未来随着人类科技的发展,说不定人类能够找到宇宙中的暗物质,那么到底银河系中心的神秘物体是黑洞还是暗物质团?从目前的科学研究来看,银河系中心应该存在一颗超大质量的黑洞,黑洞的形成有好几种方式,一般来说,当质量25倍太阳质量以上的恒星燃料耗尽后,发生超新星爆炸时,就会形成黑洞。
有一些科学家认为超大的黑洞是由小质量黑洞不断的吞噬物质而慢慢形成的,除了这个方式之外,还有的科学家认为,宇宙大爆炸形成的大型气体云也可能是在早期宇宙中自我坍缩形成的黑洞,由于这种物体不是在超新星爆炸后形成的,因此产生的黑洞要大很多倍,关于黑洞的奥秘,目前人类的认知还是比较少,毕竟我们无法直接观测到黑洞,在2019年的时候,科学家拍摄到了第一张黑洞,为了拍摄这张黑洞,科学家们做了很多努力,科学家将分布于全球不同地区的8个射电望远镜列组成一个虚拟望远镜,才拍摄到黑洞的大概轮廓,想要知道黑洞内部是什么样子的?就必须深入黑洞里面。
不过以人类现在的科技是不可能做到的,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,只要人类坚持不懈的努力下去,未来随着人类科技的进步,说不定人类能够解开宇宙的奥秘,对于银河系中心的奥秘,只有人类亲自前往银河系的中心区域,我们才能够彻底的了解银河系中心的奥秘,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对此,大家有什么想说的吗?
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