黑洞是物质构成的还是能量,黑洞是在分解物质还是在压缩物质

首页 > 体育 > 作者:YD1662024-01-17 02:13:03

"想象力比知识更重要."——死因斯坦

自广义相对论诞生以后,宇宙中存在黑洞的想法也就应运而生,我们现在不仅在理论上预测了黑洞的形成方式,而且也捕捉到了黑洞模糊的身影。黑洞是引力作用下的极端产物,如果我们在把宇宙中更加神秘的暗物质考虑进去,会发生什么?暗物质是星系的主要质量,那黑洞中是否存在大量的暗物质?

我们现在很确定,在宇宙中暗物质与重子物质的相互作用仅仅只通过引力交互,而且暗物质的数量约为重子物质的5倍,那么这是否说明了:一个黑洞的6分之5必须是暗物质。这个说法是否能给我们提供关于黑洞和暗物质更多的信息?

关于这个问题,我们首先考虑下黑洞到底是什么?

黑洞是物质构成的还是能量,黑洞是在分解物质还是在压缩物质(1)

以我们的地球为例,地球表面的引力虽说很讨厌,让我们感觉很累!但引力也支撑着生命的存在。人类为了逃离地球的重力场,必须达到惊人的速度,大约11200米/秒。太阳光球层的重力场要比地球强大得多,需要以618000米/秒的速度才能摆脱太阳的引力。虽说这些速度很快,但在适当的条件下我们还是可以达到的。

但是如果在一个足够小的空间里有足够大的质量,那么物体需要达到的逃逸速度可能会大于299,792,458米/秒,这个数字是不是很熟悉,这是真空中的光速。既然宇宙中没有什么物体的速度能超过光速,那么就没有任何物体能逃脱这个引力场,甚至光也不行。这就是一个黑洞的定义。

黑洞是物质构成的还是能量,黑洞是在分解物质还是在压缩物质(2)

从黑洞的外部来看,我们无法判断黑洞是由质子、电子、中子、暗物质甚至是反物质组成的。据我们所知,我们只能从黑洞外部观察到三个性质:质量,电荷和角动量,角动量是衡量黑洞旋转速度的指标。因此,如果我们想知道一个黑洞最初是由普通(重子)物质构成,还是由暗物质构成,就必须研究两件事:

让我们从黑洞的来源说起,最初形成的黑洞是否存在暗物质

黑洞是物质构成的还是能量,黑洞是在分解物质还是在压缩物质(3)

当我们仰望天空中年轻的恒星群时,一些非常突出、明亮的蓝色恒星很容易引起我们的注意。如果我们仔细观察,就会这个大质量的蓝色恒星并不能真正代表宇宙中绝大多数的星星。因为每形成一个蓝巨星,就会形成数百颗像我们的太阳或更暗的普通恒星;事实上,宇宙中形成的恒星中只有5%比太阳更大更亮!

虽然这些最大、最热、最亮的恒星在宇宙中十分罕见,但它们却与黑洞有关。这些恒星如此明亮的原因是因为它们以非常惊人的速度在其核心燃烧着核燃料。像太阳这样的恒星耗尽燃料之前可能会存在120亿年,但质量是太阳10倍的恒星只会存在0.1%的时间。而宇宙中最大的恒星是太阳质量的数百倍,现在我们就会意识到这些蓝巨星有多么的短命。

黑洞是物质构成的还是能量,黑洞是在分解物质还是在压缩物质(4)

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