第711章黑洞初探索
第711章黑洞初探索
早在地球時代,人類就已經掌握了黑洞的幾種觀測手段,也是觀測黑洞這種“看”不見星體的主要方法。
因為不能直接如同恒星那般被看到,因此觀測黑洞隻能用間接方法,其一便是恒星觀測法,通過長年累月地觀測某片星域內恒星的異常移動現象,發現這片區域存在這一顆束縛這些恒星的黑洞。
這種辦法在這裡行不通,因為這顆黑洞附近壓根沒有什麼恒星圍著它轉。
另一種辦法則是通過觀測黑洞的吸積盤,確定黑洞的存在。根據角動量守恒原理,在物質逐漸接近並被吸入黑洞的過程中,黑洞視界外圍會形成一個旋轉的吸積盤,人類可以通過吸積盤中心部分氣體碰撞產生的溫度輻射以及高強度x射線來間接發現黑洞存在。
可惜這種辦法在這兒也行不通,因為這顆黑洞周圍的物質早就被它吞光了,它沒有吸積盤,是一顆靜悄悄的黑洞。
第三種辦法其實也跟恒星有關,是前兩中辦法的集合體,乃是根據黑洞和可見恒星形成的天體係統來確定黑洞的存在,這種情況一般會有吸積盤,可惜也不適用於如今這顆黑洞。
第四種就是人們熟知的引力波,是通過兩顆黑洞合並產生的引力波來判斷黑洞的存在。顯然這顆黑洞老早之前就完成了合並,如今已經重新變成一個安靜黑洞了,所以這種辦法也不行。
說起來人類派遣出去的星盟成員文明探測小隊之所以能發現這顆黑洞,原因都不是這四種觀測手段,而是他們發現了這顆黑洞所在處出現了引力透鏡效應。
在天體物理學中,引力透鏡效應大家都耳熟能詳,簡單的說就是強引力場扭曲路過的光路線,以至於讓在強引力場另一側的觀測者看到虛假的光源。
值得一提的是,如果觀測者一直停在固定位置觀測,是沒法發現自己看到是光源位置是真實還是虛假的,不過人類本就是在航行之中,仔細觀察對比自然就不難發現其中變化,也就因此發現了這顆黑洞。
不過到了如今近距離之後,人類要觀測黑洞自然就不能用這些間接的辦法了,因為理論中還有一種直接能觀測到黑洞的辦法,那就是霍金輻射。
也叫黑洞輻射。
霍金輻射並不遵守麵積定律,而是黑洞越大霍金輻射反而越小,黑洞越小霍金輻射越大,以至於一個實驗室中粒子對撞機撞出來的微型黑洞一出現就會瞬間消失,這也是科學家不擔心實驗室弄出的黑洞有危險的原因。
霍金輻射的本質於量子場論有關,乃是與虛空中因為真空量子漲落自發產生的虛粒子對有關。
人類的科學理論中闡述這樣一種可能,當在黑洞事件視界附近由量子漲落產生的虛粒子對,其中負能粒子會被吸入黑洞,而正能粒子則會逃離黑洞,從黑洞外部看,這些逃離的正能粒子就是黑洞發出來的霍金輻射。
在這個過程中,黑洞吸入負能粒子從而使得它內部能量降低,出現黑洞蒸發現象。霍金認為,由於黑洞為的普通時空不允許負能粒子穩定存在,正能粒子進入黑洞而負能粒子逃離的現象不可能發生,所以霍金輻射隻能輻射出正能粒子。
人類在地球時代預言了霍金輻射的存在,當然也從其他物理事實驗證了過這個現象的存在,但從未直接從天文上通過霍金輻射觀測到黑洞。