黑洞的诞生源于恒星的死亡？

被黑洞撕裂的恒星

       黑洞是现代广义相对论中的一种天体。黑洞的引力是如此之大，以至于地平线上的逃逸速度比光速还快。

       据报道，天文学家米斯蒂·本茨指出，黑洞“不是一个在宇宙中移动并将一切吸进其胃里的真空吸尘器。它们利用重力的方式与其他天体并无不同。”

       与许多人对吸管的想象不同，黑洞由于其巨大的体积和高密度而具有很强的引力，以至于任何物质都无法逃离黑洞。

       近年来，黑洞屡屡见诸报端。例如，在银河系中心的超大质量黑洞周围发现的星团，或者每两天出现一次太阳质量极快增长的黑洞，或者最古老的黑洞早在宇宙诞生时就形成了。从出生到死亡，黑洞一直是宇宙中神奇的存在。

生下来

       恒星死亡和黑洞诞生是宇宙中常见的联系。恒星与黑洞密切相关，特别是在恒星经常被替换的区域。

       黑洞是从恒星的死亡中诞生的。当一颗质量至少是太阳10倍的恒星耗尽燃料，即所有的氢都熔化成氦，所有的氦都熔化成碳、氧等其他元素时，就会形成黑洞。由于只剩下金属核，这些恒星无法继续融合，它们的生命就此结束，最终以剧烈的爆炸而告终。当爆炸发生时，外层物质被抛出，核心向内塌陷。

       “举例来说，如果恒星的质量足够大，其核心的质量是太阳质量的三倍以上，那么它在死后就会坍塌成黑洞。因为这些黑洞的质量接近恒星的质量，我们称之为恒星质量黑洞。乔治亚州立大学的天文学家米斯蒂·本兹指出。

       黑洞的诞生也能促进新恒星的形成。奔驰称之为“大型回收项目”。当一组新恒星形成时，其中最大质量的恒星将很快死亡，以爆炸的形式留下短暂的生命。”爆炸产生的冲击波压缩了更多的气体和尘埃，从而促进了更多的恒星形成。然后，这些最大质量的恒星将迅速爆炸，产生新的冲击波并形成新的恒星。新恒星的诞生与老恒星死亡的连锁反应密切相关。

       “在死星附近很容易找到新兴恒星，因为最大质量的恒星寿命不长，”本茨解释说。恒星的寿命取决于它们的质量。最大质量的恒星比其他恒星寿命短得多，因为它们消耗的燃料太多。

       但恒星质量的黑洞并不算什么，而超大质量黑洞的起源更是离奇得多。这样的黑洞在星系中心很常见，银河系也不例外，其形成过程与其他较小的黑洞略有不同。

       据天文学家所知，超大质量黑洞形成于大约130亿年前，可以迅速成长为巨大的黑洞。”我们发现了质量是太阳数十亿倍的黑洞。奇怪的是他们很早就出生了，因为我们不知道在这么小的空间里怎么会有这么高的质量。

       “超大质量黑洞的质量可能是太阳质量的数百万甚至数十亿倍。但它们并不是天生就这么大。问题是，它们是怎么形成的？它怎么长得这么大？纽约皇后社区学院的理论天体物理学家吉利安·贝洛娃指出。

       “这有点像先吃鸡肉还是先吃鸡蛋的问题，”本兹指出。在宇宙早期，一些高密度区域可能会直接坍塌形成黑洞。也许这些物质最初在重力作用下崩塌，然后继续崩塌，直到形成黑洞，在此过程中没有形成恒星或其他天体。

       Berovan指出，这些早期超大质量黑洞的前身最初可能体积不大，但它们必须比恒星黑洞大，否则它们不会在短时间内成长为早期宇宙中的“巨兽”。

       另一种解释是超大质量黑洞起源于早期星系。最初形成的黑洞较小，然后合并成星系中心较大的黑洞。

       “这些超大质量黑洞正在起跑线上获胜。它们刚形成时体积很大，否则不会长得这么快。所以它们最初形成时是中等大小的黑洞。伯罗沃解释说。

       科学家们仍在试图弄清楚这些黑洞是如何在早期宇宙的热气和尘埃的帮助下形成的。当这些物质同时崩塌时，通常会形成恒星，因此早期宇宙的化学成分可能具有一些独特的特征，促进了早期黑洞的形成。

       “早期宇宙中的气体可能只由氢和氦组成，因为它们是大爆炸产生的唯一两种元素，而其他元素则形成于恒星内部。如果当时没有恒星形成，就不会有其他元素。早期宇宙的这种化学成分，加上气体的运动（或缺乏运动），可能触发了早期宇宙中黑洞的诞生。

中等质量黑洞藏在哪里？

       “不管掉进黑洞的是气体、恒星还是行星，都会增加黑洞的质量。吞咽食物的这个小过程是黑洞生长的方式之一。奔驰表示。

       “我们相信吸入气体是培育黑洞最有效的方法。”“当气体落入黑洞时，就像水顺着水槽旋转，”Berova指出。气体被黑洞的引力吸引，但气体本身也会移动，因此它在黑洞周围形成一个薄圆盘，最终被吞没到黑洞中。

       黑洞的大小不会保持不变。所有落入黑洞的东西都无法逃离黑洞，并被吸收为黑洞质量的一部分，从而使它成长。

       气体吸收确实非常有效，但合并也是黑洞快速增长的方式之一。当黑洞碰撞时，两个看不见的巨大物体合并成一个。科学家可以使用ligo望远镜观测黑洞合并。2015年，ligo首次探测到两个黑洞合并产生的引力波（不过直到2016年才发布这一消息）。

       “这是我们所知的第一个不涉及光的宇宙事件。在此之前，我们只能依靠光线和眼睛来观察。没有光，我们对宇宙一无所知。光对我们来说很重要，但现在我们也可以观测到光无法观测到的宇宙事件，比如黑洞合并。”如果没有引力波，我们就不知道发生了什么。

       超大质量黑洞的体积与恒星质量黑洞的体积差别很大。它们之间应该有质量和体积的黑洞。唯一的问题是，研究人员还没有观察到这样一个“中等黑洞”。

       但这并不意味着不存在中等质量黑洞。许多研究人员仍在积极寻找这样的黑洞。但它们很难用可见光探测，不像恒星质量的黑洞，它们可以借助撕裂的恒星观测到，也不像超大质量的黑洞，它们吸收了太多的气体、尘埃和物质，以至于落入其中的粒子在碰撞时比任何天体都要亮。我们在宇宙中见过的尸体。

       “中等质量的黑洞没有足够的引力和亮度。”本斯指出。而研究人员认为，它们发出的光主要在X射线波段，宇宙中还有其他天体主要在这一波段，所以不够特殊。

       “很难将它们与其他天体区分开来。”“它们可能在那里，但很难说‘这一定是一个中等质量的黑洞’，”本茨说。

死亡

       无论体积大小，黑洞都会经历一个特定的生命阶段，即诞生和成长。但是黑洞会死吗？霍金认为黑洞有可能通过一种叫做霍金辐射的物理机制逐渐消亡。

       “即使黑洞是在宇宙开始时形成的，宇宙经过的时间也不足以让它死亡。最早的黑洞可能直到1054年才开始消失。奔驰指出。

       该理论认为，如果黑洞不再吸收其他物质，它最终可能被亚原子粒子摧毁。本茨解释说，亚原子粒子在宇宙中以粒子和反粒子的形式成对存在，当它们刚出生的时候，它们无处不在。但它们在形成后立即碰撞和湮灭，并返回到能量的形式。

       简单地说，这意味着能量被转化为质量，质量被转化为能量，并且这个过程一直在来回进行。如果这个过程发生在黑洞附近，粒子-反粒子对的一边被吸进黑洞，另一边则留在黑洞外。时间边界，就等于从黑洞中窃取了一点能量。当一半的粒子远离黑洞时，它们带走了黑洞的一部分能量。

       如果这个过程继续下去，黑洞不吸收更多的质量，整个黑洞最终将被辐射出去。但无论是星质量黑洞、超大质量黑洞还是中等质量黑洞，都需要很长的时间才能使黑洞损失一点。

       这个过程的长度和黑洞与亚原子粒子之间的巨大体积差意味着黑洞发射的霍金辐射不能直接观测到。科学家利用实验室黑洞模拟器进行的实验表明，霍金的理论可能是正确的，但我们仍然不知道黑洞的结果。

未解之谜

       事实上，我们对黑洞的了解是有限的。幸运的是，像Benz和Belovari这样的研究人员正试图填补我们对黑洞理解上的空白。

       本兹正在研究遥远星系中心的超大质量黑洞所能达到的体积上限。她还研究了黑洞体积与其星系性质之间的关系。她希望自己的观察能被用来建立计算机模型，帮助人们分析黑洞的演化过程，并回答与宇宙形成有关的问题。

       beroval正在参与lisa（激光干涉空间天线）项目的设计。该项目计划在2030年后启动，届时将发射3个探测器，分布在距地球250万公里的地方，形成类似ligo的天基引力波探测装置，只关注超大质量黑洞的合并，而不是恒星质量的黑洞。洞。

       黑洞是巨大而神秘的。但研究人员可以肯定的是，“它们并不危险。黑洞离我们很远，所以不必担心它们。“还有很多事情要担心，”贝罗瓦里指出。

       本兹同意她的观点：“黑洞是一个极端的物体，但并不可怕。”一些人担心黑洞会碰撞星系，吞噬尽可能多的附近行星。本茨说，如果太阳被质量相同的黑洞所取代，地球的轨道将不会受到任何影响。”除了太阳的光和热外，地球仍将在原来的轨道上。要被黑洞吞噬，你必须非常靠近。但如果我们离太阳很近，那也同样悲惨。

       “我对这个项目非常兴奋，因为它将帮助我们理解光不能观测到的东西，黑洞的成长过程，合并频率，质量来源（合并或吸收气体），它们的形成方式，数量的分布，以及它们是否存在于我们看不到。在黑洞和其他信息中。如果只用光来观察这些问题，这些问题将永远无法得到回答。

       “黑洞离地球很远，对地球没有威胁。除非你离黑洞太近，否则它会变得危险，但恐惧会来得太晚。贝罗瓦说

       作为宇宙中最神秘的物体，黑洞可以吞噬宇宙附近所有的光和任何物质。一些科学家推测，穿过黑洞可能会导致另一个空间，甚至空间和时间。宇宙中有数百万个黑洞，它们的存在总是需要发挥作用。如果要彻底解开黑洞之谜，还需要时间，这也意味着要对人类最终命运的思考给出一个明确的答案。