來源:hao123百家號 時間:2022-05-16 06:49:18
北京時間5月12日晚,一則重磅的科學(xué)消息發(fā)布:世界各國的天文學(xué)家聯(lián)手拍攝的第一張銀河系中心黑洞——人馬座A*的照片發(fā)布!
這張照片引起了大家的興趣:原來銀河系中心竟然有一個黑洞啊!
而且,這個黑洞還不小,它的質(zhì)量是太陽的400萬倍。要知道,太陽的質(zhì)量大約是2000億億億噸,是地球的33萬倍,這個黑洞的質(zhì)量可以說相當(dāng)驚人了。
那么,這個黑洞到底是怎么成長到這么巨大的呢?
實際上,人馬座A屬于黑洞中最大的一類——超大質(zhì)量黑洞。在超大質(zhì)量黑洞中,人馬座A*幾乎屬于最小的一個,因為這種黑洞最小也要有太陽質(zhì)量的100萬倍。目前人類已知的宇宙中最巨大的超大質(zhì)量黑洞——TON 618,質(zhì)量甚至是太陽的660億倍!
關(guān)于超大質(zhì)量黑洞的形成,至今仍然是一個謎。因為其中很多都形成于宇宙早期,其形成的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了理論上黑洞成長到這么大所需的數(shù)字。也有人推測,或許它們是在宇宙大爆炸之后直接坍縮形成的。
我們知道,黑洞是宇宙中最恐怖的天體,它們能吞噬周圍的一切物質(zhì),甚至連宇宙中最快的光也無法逃脫。這也是這種天體被稱為黑洞的原因,因為沒有光能從那里射出來。而我們拍攝的黑洞照片,也只是它身邊的吸積盤而已。
如此恐怖的引力,也讓許多人產(chǎn)生了擔(dān)憂:它會不會在某一天將太陽系吞噬呢?
關(guān)于這一點,我們不用擔(dān)心,因為人馬座A*距離我們非常遙遠(yuǎn),大約有26000萬光年。1光年約等于9.46萬億公里,可以說我們之間真的是天文距離,其引力根本影響不到太陽系。
而且我們可以做一個對比,夜空中最亮的恒星是天狼星,這是一顆白矮星,質(zhì)量是太陽的2.06倍,距離我們大約8.6光年。根據(jù)萬有引力定律可以知道,天體之間的引力與質(zhì)量成正比,與距離的平方成反比。這么算下來,天狼星對地球產(chǎn)生的引力,都是人馬座A的4.7倍。它尚且沒有威脅到太陽系,何況是人馬座A*呢?
別說是距離人馬座A*上萬光年的地球了,就連在它周圍的恒星,也沒有被吞噬。比如一顆名叫S2的恒星,距離人馬座A*僅200億公里,只需要16年就能繞這個巨大的黑洞公轉(zhuǎn)一圈,但它仍然只是行走在刀刃上,并沒有被吞噬。
實際上,在銀河系中心,恒星更需要擔(dān)心的,是與其他恒星碰撞。有研究表明,這里80%的恒星,每10億年就會與另外某顆恒星來到1000個天文單位(1500億公里)的距離,其中一半在這段時間內(nèi)會與其他恒星相遇數(shù)十次。更近的情況雖然會少一些,但也并不罕見,搞不好就會發(fā)生意外。
另外,黑洞本身是可以吞噬天體,變得更加巨大的。如果人馬座A*吞噬越來越多的物質(zhì),質(zhì)量越來越大,引力也就會越來越大。就算它今天不足以吞噬太陽系,難道未來也不會嗎?
這一點同樣不足為慮,人馬座A*本身還是比較安靜的,甚至可以說是超大質(zhì)量黑洞中最安靜的一個。觀測結(jié)果表明,它平均每1000年才吞噬相當(dāng)于一個太陽質(zhì)量的物質(zhì)。科學(xué)家打了個比方:如果人馬座A*是一個人類的重量,它100萬年才只能吞噬一粒米。
因此,我們完全不需要擔(dān)心被這個黑洞吞噬,并且在我們能夠看到的未來,它都不會成長到能夠吞噬地球的體型。
就像中國科學(xué)院上海天文臺臺長沈志強(qiáng)在接受采訪的時候所說的那樣,太陽系形成快50億年了,都沒有受到影響,可見銀河系的結(jié)構(gòu)在長期內(nèi)都是非常穩(wěn)定的,不會在短期給我們造成影響。
那么,除了這個黑洞之外,我們還需要擔(dān)心其他黑洞吞噬太陽系嗎?畢竟銀河系內(nèi)不僅有這一個黑洞,還有其他的黑洞存在,它們會不會威脅到我們呢?
2020年5月,歐洲的天文學(xué)家宣布在1120光年外發(fā)現(xiàn)了迄今為止距離地球最近的黑洞,不過后來又被認(rèn)為是一場烏龍事件。2021年4月,天文學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了一個名叫“獨角獸”的黑洞,距離我們大約1500光年,目前看來,它是距離我們最近的黑洞。
不過,天文學(xué)家的計算表明,這個黑洞質(zhì)量僅有太陽的3倍,可以說非常小。同樣是通過萬有引力定律簡單計算就會發(fā)現(xiàn),它的引力對我們的影響,比人馬座A*要小得多,根本不足為慮。
說得更夸張一點,有些天文學(xué)家甚至推測,我們的太陽系內(nèi)就隱藏著一個黑洞!
多年以來,天文學(xué)家一直想尋找太陽系內(nèi)的第九大行星,但始終沒有結(jié)果。有人推測,或許第九大行星的真實身份就是一個黑洞。不過,這個黑洞非常小,體積跟一個西柚差不多大,質(zhì)量大約是地球的5倍。這種黑洞屬于霍金預(yù)言的原初黑洞,質(zhì)量非常小,所以可以圍繞太陽公轉(zhuǎn),并且不會對我們造成影響。
那么,如果我們的太陽變成黑洞,地球會怎樣呢?
首先,太陽是無法形成黑洞的,根據(jù)物理學(xué)家的計算,一顆恒星至少要達(dá)到3倍太陽質(zhì)量,才能夠通過超新星爆發(fā)變成黑洞。不過,這不影響我們從理論上進(jìn)行假設(shè),思考一下如果有一個和太陽一樣大的黑洞會發(fā)生什么。
不過,這個假設(shè)也要有一個前提:我們假設(shè)黑洞和太陽一樣,是指的質(zhì)量還是體積呢?
如果是體積和太陽一樣大,那么按照地球現(xiàn)在的公轉(zhuǎn)速度,肯定會被這個黑洞吞噬。如果地球不想被吞噬,那么公轉(zhuǎn)的速度要達(dá)到相對論級別才可以。
如果是質(zhì)量和太陽一樣大,那么這個黑洞的半徑將只有3公里。但就像萬有引力定律指出的那樣,既然質(zhì)量不變,那么地球的軌道就不會受到任何影響。由于二者之間相距1.5億公里,所以太陽變成黑洞后的8分20秒后,地球才會看到陽光的消失。不過,陽光都消失了,就算地球沒被吞噬,生物也難免會滅絕。
好在這種情況不會發(fā)生,人類已知的黑洞也不會給我們帶來任何威脅。這種恐怖的天體,暫時來看也只能“虛張聲勢”了。
#黑洞#
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