
观测合成图:银河系中心的一对“费米泡”(伽玛射线泡),如太空中两个异常明亮的灯泡。
(NASA/Goddard 太空飞行中心)
银河系是天空中最受人们关注的星系。
虽然地球位于银河系之内,人类的最大最好望远镜时刻在观测系内的各种星体,但是这座无比壮观的宇宙天体仍然充满未解之谜。
夜空中,如果没有光污染的话,人们会看清更多闪烁的星体形成的带状银河。
但是,无论我们的眼力多好,都不能看到星系尘埃遮挡的星星。
《国家地理》杂志近日报道,银河系有十大未解之谜有待进一步探索。
“大灯泡”
又称“费米泡”,为2010年发现的两个巨大高能量射线泡,其中三分之二成分是伽玛射线,这些射线的发射速度达到每小时320万公里。
从银河系侧面看,“费米泡”在银河系中心上下对称分布,像安在那里的两颗明亮灯泡,每个灯泡的长径达3万光年。
科学家至今无法判断这些强大伽玛射线的具体来源,即为什么突然出现数量如此庞大的高能量伽玛射线。
费米望远镜拍摄的银河系图像(红色框为银河系;黄色圆圈为费米泡)(NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.)
成群氢气泡飞出银河中心
美国国家科学基金会的绿堤射电望远镜(Green Bank Telescope)发现,成群结队的氢气泡从银河系中心飞出,时速为100万公里。
这些飞向银河系外空间的气泡数量超过一百个,在银河系的上下分布范围分别达5000光年。
飞出银河系的氢气泡。
(NSF、S. Brunier; Design & Illustration: P. Vosteen (CC BY-ND))
绿堤望远镜网站1月10日报导说,科学家虽然看到这些气泡以惊人的速度从星系中心飞出,但是不知道确切的原因,无法判断那些泡是沉积还是离子化的结果。
暗物质晕圈
50年前,科学家发现银河系被暗物质包绕。
这些暗物质在银河系周围形成一个“晕圈”。
但是,具体原因至今为谜。
包绕银河系的蓝色球形对称光晕(需要仔细观察)即为暗物质。
(NASA)
被远古星团包绕
银河系被至少150个古老星团包绕。
星团,即恒星集中的空间。
这些星团含有数以万计的星体,其年龄几乎与宇宙相当。
其中大部分是“隐身”的,只有大小麦哲伦星团能在南部天空观测到。
“薄如纸”

银河系是个扁扁的螺旋星系,像一张纸一样薄。
因为银河系的直径为10万光年,但是其厚度进为1000光年,这个比例为100:1,如同一张纸。
为什么是这种结构特点?
银河系侧面关,除了星系中心稍厚之外,其余部分相比于其横径非常薄。
星系中心可见X形结构。
(NASA/JPL-Caltech/D.Lang)
地球仅过了18个“银河年”
这是说,太阳系以时速大约80万公里围绕银河系旋转,就像地球围绕太阳旋转那样。
但是,太阳系需要2.5亿年才能围绕银河一周,也就是过一个“银河年”。
按照地球有45亿年历史计算,太阳系仅围绕银河系转了18周,也就是18个“银河年”。
可见银河系之庞大。
太阳系在银河系中的位置。
(NASA/Adler/U. Chicago/Wesleyan/JPL-Caltech)
恒星数量之谜
目前,科学家无法确切知道银河系到底有多少颗恒星,更谈不上具体包括行星在内的所有星体的数量有多少。
因为银河系的星体太多,一个个的观测和计数是不可能的,因此只能用“称重法”或“光度法”估算。
即使是估算,也无法得知大致的恒星数量,3000亿颗?4000亿颗?……
这不是沙子,而是银河系中的恒星。
(澳大利亚国立大学视频截图)
吞噬周围星系
近年来,科学家发现银河系将其周围的小星系吞噬,至少吞噬了11座。
其残余物为河流一样的尘埃云,被称为“星流”。
超级黑洞
科学家检测到银河系中心发出极为强大的射线束及无线电波等,因此推测那里有一颗超级黑洞。
这颗黑洞和银河系的演化息息相关,也就是说,超级黑洞和银河系的命运有关,但是至今科学家无法直接看到这颗黑洞的真实形象。
钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory)拍摄的银河系中心巨大黑洞部位发出的X射线图像。
(NASA)
未来与仙女座“相撞”?
说是碰撞,其实是星系之间的交汇融合,而不是真正的撞击。
科学家发现,银河系与其最近的星系“仙女座”相向运动,速度为每小时40万公里。
虽说是近邻,两座星系也相距250万光年,距离之遥远难以想像。
我们可用时间来衡量一下。
这两座星系需要等到40亿年之后,才能相互碰撞。

这么久远的时间,其间是不是会发生其他宇宙大事?

银河系,中心的黑洞才500万倍太阳质量怎么束缚住银河系的上千亿恒星的?

我们所在的银河系,虽然是可观测宇宙中一个非常普通的星系,但是以人类的视角来看,这个星系的空间尺度还是非常庞大的。
据科学家们的估算,银河系的直径大约为20万光年,厚度在2000光年上下,包含着1000-4000亿颗恒星,总质量达到4.2×10^41公斤,约是太阳质量的千亿倍。
在银河系的中心,存在着一个大型的星系黑洞-人马座A*,其质量达到太阳的400多万倍,按理说,虽然这个黑洞的质量很大,但是其有效引力范围也只能达到1万光年左右的区域,在距离银心10万光年的银河系外侧,那么多恒星系所受到的黑洞引力已经非常微弱了,那么是什么力量在束缚着这些外侧的恒星,能够乖乖地围绕银心转动呢?
宇宙中的黑洞,是一种由外层物质无限坍缩而成的天体结构,其质量集中到一个奇点之上,在与奇点一定距离(即史瓦西半径)之内的空间,具有超高的曲率,连宇宙中速度最快的光线都无法从中逃逸出去,所有说黑洞是宇宙中最为特殊、引力最强、破坏力最大的天体。
根据科学家们的判断,宇宙中的黑洞共包含3种:一是宇宙大爆炸瞬间产生的原初黑洞,质量和体积都很小,而且寿命很短,在现实宇宙中至今还没有发现过它们的踪迹。
二是大质量恒星在生命末期,完成超新星爆发之后,剩余部分继续坍缩而成的恒星黑洞,这也是宇宙中黑洞数量占比最多的一种类型。
三是星系中央存在的星系黑洞,至于它们的形成,现在主流观点认为是基于恒星黑洞的吞噬和合并产生的,由于星系中央区域恒星分布密度非常之高,而且质量也相对较大、寿命较短,当众多大质量恒星完成主序期使命以后,就会相继形成许多恒星黑洞,一方面吞噬周围的恒星及其它星际物质,另一方面黑洞之间也会在引力作用下发生合并,从而形成质量更大的黑洞。
我们人类首次拍摄到的黑洞照片,就是位于室女座中一个巨大椭圆星系(M87中央)的黑洞,其质量惊人,达到了太阳质量的60多亿倍。
银河系中心的人马座A*黑洞质量,与刚才提到的M87星系中央黑洞的质量相比,简直弱得一塌糊涂,然而这并不影响着银河系的整体围绕着星系中央稳定运转。
那么,是什么力量在束缚银河系特别是边缘恒星没有被甩出去呢?我想,主要的原因有两个。
第一是共同质心的作用问题。
按照牛顿万有引力定律,两个星体之间的引力大小,与它们的质量乘积成正比,与它们间的距离值平方成反比。
如果一个星体围绕另一个星体作规律性的旋转,那么这个星体所受到的万有引力,正好与公转时的向心力一致,也就是说万有引力与我们假设的一个与向心力大小相等、方向相反的离心力相互平衡。
这种运动的状态当然是理想化的,因为万有引力是相互的,那么两个星体之间的旋转运行也是相互的。
我们之所以看到太阳系所有的行星都围绕着太阳运行,实质上是行星和太阳本身,都在围绕着它们共同的质心在旋转,只是由于太阳的质量占据了整个太阳系总质量的99.86%,使得太阳系的共同质心就处在太阳附近,所以我们就近似地以为所有行星都在围绕着太阳公转。
对于银河系来说,距离银心位置越近的区域,其恒星密度越高,相反边缘区域的恒星密度就非常小了。
据科学家们测算,在银核区域(直径1万光年),其恒星密度是其它区域恒星平均密度的500倍,而在银核靠近黑洞的区域,恒星密度更高,可以达到其它区域平均值的上万倍。
依据这种恒星分布规律,整个银河系的质心,无疑将存在于银核区域,确切点说就是位于黑洞之内,所以表面上看是银河系整体都在围绕着黑洞运行,实质上是围绕着它们的共同质心运行,而这个共同质心,又恰好落在黑洞内而已。
第二个原因就是暗物质的问题。
即使有这个共同的质心,那么对于半径10万光年的银河系外围恒星,其引力效果也是非常微弱的,也就是说不足以支撑外围星系的高速运动状态。
同时,结合宇宙微波背景辐射涨落规律的观测,科学家们逐渐意识到在宇宙空间应该存在着一种无法观测到的物质,对宇宙中的现实物质提供了非常强烈的引力势能加持,当现实物质落入这种物质造成的引力势井中,就会产生一定的吸引作用,这种吸引作用与万有引力一起,在一定程度上可以抵消部分由暗能量所带来的空间膨胀效应,同时可以为星系边缘的恒星提供额外的向心力增量,从而维持着星系整体的运行稳定。
通过科学家们的估算,宇宙中可见的常规物质质量占比仅为4.9%左右,而暗物质的总量能够达到常规物质的5倍多,其它绝大部分被另外一种未知的因素所占据,那就是暗能量。
正是在万有引力、暗物质和暗能量三者的共同作用下,我们宇宙中的常规物质才得以按照一定的规律,稳定、持久地运行下去。
银河系,中心的黑洞才500万倍太阳质量怎么束缚住银河系的上千亿恒星的?
我们所在的银河系,虽然是可观测宇宙中一个非常普通的星系,但是以人类的视角来看,这个星系的空间尺度还是非常庞大的。
据科学家们的估算,银河系的直径大约为20万光年,厚度在2000光年上下,包含着1000-4000亿颗恒星,总质量达到4.2×10^41公斤,约是太阳质量的千亿倍。
在银河系的中心,存在着一个大型的星系黑洞-人马座A*,其质量达到太阳的400多万倍,按理说,虽然这个黑洞的质量很大,但是其有效引力范围也只能达到1万光年左右的区域,在距离银心10万光年的银河系外侧,那么多恒星系所受到的黑洞引力已经非常微弱了,那么是什么力量在束缚着这些外侧的恒星,能够乖乖地围绕银心转动呢?
宇宙中的黑洞,是一种由外层物质无限坍缩而成的天体结构,其质量集中到一个奇点之上,在与奇点一定距离(即史瓦西半径)之内的空间,具有超高的曲率,连宇宙中速度最快的光线都无法从中逃逸出去,所有说黑洞是宇宙中最为特殊、引力最强、破坏力最大的天体。
根据科学家们的判断,宇宙中的黑洞共包含3种:一是宇宙大爆炸瞬间产生的原初黑洞,质量和体积都很小,而且寿命很短,在现实宇宙中至今还没有发现过它们的踪迹。
二是大质量恒星在生命末期,完成超新星爆发之后,剩余部分继续坍缩而成的恒星黑洞,这也是宇宙中黑洞数量占比最多的一种类型。
三是星系中央存在的星系黑洞,至于它们的形成,现在主流观点认为是基于恒星黑洞的吞噬和合并产生的,由于星系中央区域恒星分布密度非常之高,而且质量也相对较大、寿命较短,当众多大质量恒星完成主序期使命以后,就会相继形成许多恒星黑洞,一方面吞噬周围的恒星及其它星际物质,另一方面黑洞之间也会在引力作用下发生合并,从而形成质量更大的黑洞。
我们人类首次拍摄到的黑洞照片,就是位于室女座中一个巨大椭圆星系(M87中央)的黑洞,其质量惊人,达到了太阳质量的60多亿倍。
银河系中心的人马座A*黑洞质量,与刚才提到的M87星系中央黑洞的质量相比,简直弱得一塌糊涂,然而这并不影响着银河系的整体围绕着星系中央稳定运转。
那么,是什么力量在束缚银河系特别是边缘恒星没有被甩出去呢?我想,主要的原因有两个。
第一是共同质心的作用问题。
按照牛顿万有引力定律,两个星体之间的引力大小,与它们的质量乘积成正比,与它们间的距离值平方成反比。
如果一个星体围绕另一个星体作规律性的旋转,那么这个星体所受到的万有引力,正好与公转时的向心力一致,也就是说万有引力与我们假设的一个与向心力大小相等、方向相反的离心力相互平衡。
这种运动的状态当然是理想化的,因为万有引力是相互的,那么两个星体之间的旋转运行也是相互的。
我们之所以看到太阳系所有的行星都围绕着太阳运行,实质上是行星和太阳本身,都在围绕着它们共同的质心在旋转,只是由于太阳的质量占据了整个太阳系总质量的99.86%,使得太阳系的共同质心就处在太阳附近,所以我们就近似地以为所有行星都在围绕着太阳公转。
对于银河系来说,距离银心位置越近的区域,其恒星密度越高,相反边缘区域的恒星密度就非常小了。
据科学家们测算,在银核区域(直径1万光年),其恒星密度是其它区域恒星平均密度的500倍,而在银核靠近黑洞的区域,恒星密度更高,可以达到其它区域平均值的上万倍。
依据这种恒星分布规律,整个银河系的质心,无疑将存在于银核区域,确切点说就是位于黑洞之内,所以表面上看是银河系整体都在围绕着黑洞运行,实质上是围绕着它们的共同质心运行,而这个共同质心,又恰好落在黑洞内而已。
第二个原因就是暗物质的问题。
即使有这个共同的质心,那么对于半径10万光年的银河系外围恒星,其引力效果也是非常微弱的,也就是说不足以支撑外围星系的高速运动状态。
同时,结合宇宙微波背景辐射涨落规律的观测,科学家们逐渐意识到在宇宙空间应该存在着一种无法观测到的物质,对宇宙中的现实物质提供了非常强烈的引力势能加持,当现实物质落入这种物质造成的引力势井中,就会产生一定的吸引作用,这种吸引作用与万有引力一起,在一定程度上可以抵消部分由暗能量所带来的空间膨胀效应,同时可以为星系边缘的恒星提供额外的向心力增量,从而维持着星系整体的运行稳定。
通过科学家们的估算,宇宙中可见的常规物质质量占比仅为4.9%左右,而暗物质的总量能够达到常规物质的5倍多,其它绝大部分被另外一种未知的因素所占据,那就是暗能量。
正是在万有引力、暗物质和暗能量三者的共同作用下,我们宇宙中的常规物质才得以按照一定的规律,稳定、持久地运行下去。
银河系,中心的黑洞才500万倍太阳质量怎么束缚住银河系的上千亿恒星的?
我们所在的银河系,虽然是可观测宇宙中一个非常普通的星系,但是以人类的视角来看,这个星系的空间尺度还是非常庞大的。
据科学家们的估算,银河系的直径大约为20万光年,厚度在2000光年上下,包含着1000-4000亿颗恒星,总质量达到4.2×10^41公斤,约是太阳质量的千亿倍。
在银河系的中心,存在着一个大型的星系黑洞-人马座A*,其质量达到太阳的400多万倍,按理说,虽然这个黑洞的质量很大,但是其有效引力范围也只能达到1万光年左右的区域,在距离银心10万光年的银河系外侧,那么多恒星系所受到的黑洞引力已经非常微弱了,那么是什么力量在束缚着这些外侧的恒星,能够乖乖地围绕银心转动呢?
宇宙中的黑洞,是一种由外层物质无限坍缩而成的天体结构,其质量集中到一个奇点之上,在与奇点一定距离(即史瓦西半径)之内的空间,具有超高的曲率,连宇宙中速度最快的光线都无法从中逃逸出去,所有说黑洞是宇宙中最为特殊、引力最强、破坏力最大的天体。
根据科学家们的判断,宇宙中的黑洞共包含3种:一是宇宙大爆炸瞬间产生的原初黑洞,质量和体积都很小,而且寿命很短,在现实宇宙中至今还没有发现过它们的踪迹。
二是大质量恒星在生命末期,完成超新星爆发之后,剩余部分继续坍缩而成的恒星黑洞,这也是宇宙中黑洞数量占比最多的一种类型。
三是星系中央存在的星系黑洞,至于它们的形成,现在主流观点认为是基于恒星黑洞的吞噬和合并产生的,由于星系中央区域恒星分布密度非常之高,而且质量也相对较大、寿命较短,当众多大质量恒星完成主序期使命以后,就会相继形成许多恒星黑洞,一方面吞噬周围的恒星及其它星际物质,另一方面黑洞之间也会在引力作用下发生合并,从而形成质量更大的黑洞。
我们人类首次拍摄到的黑洞照片,就是位于室女座中一个巨大椭圆星系(M87中央)的黑洞,其质量惊人,达到了太阳质量的60多亿倍。
银河系中心的人马座A*黑洞质量,与刚才提到的M87星系中央黑洞的质量相比,简直弱得一塌糊涂,然而这并不影响着银河系的整体围绕着星系中央稳定运转。
那么,是什么力量在束缚银河系特别是边缘恒星没有被甩出去呢?我想,主要的原因有两个。
第一是共同质心的作用问题。
按照牛顿万有引力定律,两个星体之间的引力大小,与它们的质量乘积成正比,与它们间的距离值平方成反比。
如果一个星体围绕另一个星体作规律性的旋转,那么这个星体所受到的万有引力,正好与公转时的向心力一致,也就是说万有引力与我们假设的一个与向心力大小相等、方向相反的离心力相互平衡。
这种运动的状态当然是理想化的,因为万有引力是相互的,那么两个星体之间的旋转运行也是相互的。
我们之所以看到太阳系所有的行星都围绕着太阳运行,实质上是行星和太阳本身,都在围绕着它们共同的质心在旋转,只是由于太阳的质量占据了整个太阳系总质量的99.86%,使得太阳系的共同质心就处在太阳附近,所以我们就近似地以为所有行星都在围绕着太阳公转。
对于银河系来说,距离银心位置越近的区域,其恒星密度越高,相反边缘区域的恒星密度就非常小了。
据科学家们测算,在银核区域(直径1万光年),其恒星密度是其它区域恒星平均密度的500倍,而在银核靠近黑洞的区域,恒星密度更高,可以达到其它区域平均值的上万倍。
依据这种恒星分布规律,整个银河系的质心,无疑将存在于银核区域,确切点说就是位于黑洞之内,所以表面上看是银河系整体都在围绕着黑洞运行,实质上是围绕着它们的共同质心运行,而这个共同质心,又恰好落在黑洞内而已。
第二个原因就是暗物质的问题。
即使有这个共同的质心,那么对于半径10万光年的银河系外围恒星,其引力效果也是非常微弱的,也就是说不足以支撑外围星系的高速运动状态。
同时,结合宇宙微波背景辐射涨落规律的观测,科学家们逐渐意识到在宇宙空间应该存在着一种无法观测到的物质,对宇宙中的现实物质提供了非常强烈的引力势能加持,当现实物质落入这种物质造成的引力势井中,就会产生一定的吸引作用,这种吸引作用与万有引力一起,在一定程度上可以抵消部分由暗能量所带来的空间膨胀效应,同时可以为星系边缘的恒星提供额外的向心力增量,从而维持着星系整体的运行稳定。
通过科学家们的估算,宇宙中可见的常规物质质量占比仅为4.9%左右,而暗物质的总量能够达到常规物质的5倍多,其它绝大部分被另外一种未知的因素所占据,那就是暗能量。
正是在万有引力、暗物质和暗能量三者的共同作用下,我们宇宙中的常规物质才得以按照一定的规律,稳定、持久地运行下去。
由欧洲航天局领导的卫星任务帮助科学家追踪了这一剧烈变化,揭示了地球深处内部可能比之前认为的更不稳定和更具动态性。
几十年来,科学家们一直认为他们对液态金属在地球外核内部的运动有合理的理解。
埋藏在地表下约2200公里的巨大熔融铁层似乎遵循相对稳定的长期模式。
然后情况发生了变化。
2010年,赤道太平洋下方一大片富含铁的流体区突然改变了航向。
水流没有继续向西流动,反而突然加速向东流动。
研究人员仍不完全清楚其具体原因,但新分析的卫星和地面观测现提供了迄今为止最清晰的地球中心隐藏动态之一。
卫星揭示了地球深处隐藏的转变这项发表在《地球深部内部研究杂志》上的新研究,分析了1997年至2025年间收集的磁场数据。
科学家们结合了地面站的观测数据与多个卫星任务的测量数据,包括欧洲航天局的Swarm和CryoSat,以及德国CHAMP任务和Ørsted卫星的数据。
这些任务使研究人员能够监测地球磁场的细微变化,这种磁场是由外核中导电熔融铁的运动产生的。
通过研究这些变化,科学家们重建了地球核心与地幔边界处的流动模式。
该分析揭示了太平洋的意外逆转。
研究发现,2010年,太平洋地区从微弱向西移动转为强烈向东移动,挑战了此前外核在长期内表现大致稳定且可预测的假设。
地球的磁场屏蔽依赖于这种流动地球的磁场之所以存在,是因为液体外核内部不断运动。
当熔融铁环绕固体内核时,形成了地球的地质发电机——负责产生环绕地球的磁场的过程。
这种磁场屏蔽在保护地球免受来自太阳的带电粒子影响中起着关键作用。
没有它,地球的大气层和技术系统将更加容易受到有害太阳辐射的影响。
尽管新观测到的逆转对人类和气候没有威胁,科学家表示理解这些内部变化极为重要。
磁场在不断演变。
即使是渐进的变化,也会影响导航系统、航天器操作以及用于预测近地空间天气的模型。
群聚卫星提供了关键线索ESA的三颗Swarm卫星于2013年发射,专为以极高的精度绘制地球磁场而设计。
它们的高灵敏度磁力计能够将来自核心深处的信号与地壳、海洋、电离层和磁层产生的磁效应区分开来。
由于卫星运行在精心协调的轨道上,研究人员能够追踪磁场模式随时间演变的过程。
这些观测帮助科学家不仅识别了太平洋反转本身,还发现了后续的扰动,包括2017年的地磁震动,即地球磁场行为的快速变化。
据欧洲航天局Swarm任务经理Anja Stromme介绍,Swarm的长期数据集尤为宝贵,因为它提供了多年持续的全球覆盖,而不仅仅是依赖分散的地面观测站。
这种持续监测使研究人员能够观察2010年反转后岩心动力学的变化,并跟踪东流随时间演变。
科学家认为这种逆转可能已经开始减弱主要研究作者弗雷德里克·达尔·马德森表示,这一突如其来的反转引发了关于地球深层内部行为的重大新问题。
研究人员目前正试图确定该事件是暂时波动、反复振荡的一部分,还是核心内新稳定环流模式的开始。
有趣的是,团队的模型表明,自2020年左右以来,太平洋下方强劲的东流已经减弱。
卫星数据还揭示了快速变化的流动结构和波状加速度,这些在较旧或噪声较大的数据集中可能未被检测到。
这些发现暗示地球核心可能经历的短期区域变异远超科学家此前的认知。
弗雷德里克·达尔·马德森还指出,太平洋流动反转的时间与地球内核通过大地测量和地震学研究推断出的变化相吻合。
研究人员现在怀疑,多个深地层发生的过程之间可能存在联系。
深地球可能比预期更紧密相连参与该研究的科学家表示,这些发现可能会重塑研究人员对地球外核、内核和下地幔相互作用的看法。
欧洲航天局群组任务科学家伊丽莎白塔·约尔菲达解释说,太平洋逆转挑战了长期以来“西向环流稳定主导外核”这一观点。
相反,研究表明,重大地区变化可能在短短十年内迅速出现。
这种可能性尤为重要,因为地核与地幔之间的边界被认为是决定深地球动力学的最关键区域之一。
理解这些层次如何相互影响,有助于科学家构建更准确的地球内部演化模型。
为什么这很重要这一发现凸显了科学家们对隐藏在地表动的金属海洋知之甚少。
曾经看似相对稳定的系统,实际上可能能够快速且出乎意料地进行重组。
得益于像Swarm这样的长期卫星任务,研究人员现在可以近乎实时地监测地球的磁引擎,捕捉到以前难以察觉的细微变化。
随着科学家们致力于了解地球磁场的演化以及行星内部深层过程之间的相互联系,这些观测变得越来越重要。
太平洋的逆转最终可能只是暂时的。
或者它可能表明地球核心的运作方式比研究人员曾经想象的更加多变和复杂。
无论哪种情况,这一事件都为我们地球上最难到达的地区之一打开了一扇新的窗口。
人类对于黑洞的好奇一直都没有停歇,就连科学界都对此争吵不断——霍金甚至一度想证伪黑洞的存在,更别说民间的无数科幻作品了。
很多小说都有过人类的末日是太阳死亡变成黑洞进而吞噬地球这样的桥段,地球被黑洞吞噬,到底会是一幅怎样的场景?近日,一位美国科学家给出了答案。
"面条化"假设!有一个非常著名的黑洞假设——物体在靠近黑洞时,由于引力作用,会被"面条化"(spaghettification,这个单词来源于spaghetti,意大利面)。
简单来说,如果你离黑洞过近,就会被黑洞的引力拉成像面条一样长长的一条。
这种效果的产生是重力梯度作用于你身体而产生的变化。
想象一下,你正在一脚踏进一个黑洞,因为你的脚跟头部相比,离黑洞更近,所以它会受到来自黑洞的更强的引力,同时,你的手臂因为摆臂的关系,与你的脚还不在一个方向上,所以手臂还会受到一个来自不同方向引力的牵引。
不同的位置、不同的方向,这就使得身体的不同部位从边缘向中心聚集,最终的结果不仅是身体整体的延伸,更让身体的中间变薄变长,因此,你的身体,地球也是一样,就会像被拉成了一根长长的面条,被黑洞的大嘴吞噬进去。
黑洞视界让你短暂拥有"上帝之眼"!假设一下,如果我们的地球旁边突然冒出来一个黑洞,会出现怎样的情景? 首先,导致面条化的引力效应开始发挥作用,地球接近黑洞的部分会比另一边受到更强的引力,于是地球开始解体,如果这个黑洞的质量非常巨大,那么我们甚至有可能感觉不到自己正在被吞噬,因为在一段时间之内,由于时间变慢的影响,地球的视界(Event Horizon)会低于黑洞的视界,我们看到的东西将会一如寻常。
视界之所以叫"视界",正是因为这是一个事件的边界,边界内发生的事件对于边界外的观察者来说,永远不会发生。
所以,从灾难降临到灾难发生,你会感觉自己向黑洞跌落的过程没有任何异常,就像从高处走向地面一样。