地球上有没有黑洞存在附近为什么没有巨大的黑洞,是不是科学家太烂做不到?

你在夜晚看到的每一颗星星都是银河系的一员。然而,如果你在冬天观察头顶上那个模糊的物体,它的角度大约是满月的大小,你会看到银河系外有一束星星,它们的数量比银河系内的星星还要多。它被称为仙女座星系。

没有望远镜,你就不知道它是由单个恒星组成的;它只是看起来像一个模糊的补丁。然而,让事情有点令人沮丧的是,根据科学估计银河系将在大约45亿年后与仙女座星系相撞。

所以,与其对45亿年之后发生的事情感到悲伤,深入的了解一下银河系的秘密,了解一下我们美丽的“共同家园”。

银河系和宇宙本身一样古老

科学家认为银河系是宇宙中较古老的星系之一。

它形成于约136亿年前,几乎和宇宙本身一样古老,形成于约137亿年前。

为了使银河系达到目前的大小和形状,它在其历史上吞噬了其他星系。

我们的星系目前正通过将小星系的恒星加入到自己的螺旋星系中来消耗大犬座矮星系。

我们的太阳系以每小时82.7万公里的速度绕银河系中心运行。

要了解这些数字的实际含义,请记住,速度如此之快的物体可能在不到三分钟的时间内绕地球赤道一周。

银河系充满了尘埃和气体,这个物质构成了我们星系中10-15%的光/可见物质,其余的是恒星。

我们的星系大约有10万光年宽,在可见光谱中,我们只能看到大约6000光年远的圆盘。尽管如此,当光污染不严重时,在夜空中仍能看到银河的尘埃环。

银河系有多少颗恒星?甚至连天文学家都在争论计算这个的最佳方法。他们的望远镜只能看到银河系中最亮的恒星,而许多恒星都被遮蔽在气体和尘埃中。

然而,他们所知道的事实是,确实有数十亿颗看不见的恒星在那里。所以,当我们在夜晚观察银河系时,我们只能看到银河系几千亿颗恒星中的0.0000025%。

红矮星:银河系中最常见的恒星

银河系中最常见的恒星是红矮星。红矮星到底是什么?它是一颗很酷的恒星,大约是太阳质量的十分之一。

曾经被认为不适合存在生命的行星的红矮星,现在被认为是潜在的嫌疑者。

天文学家把超新星确切地描述成什么?这就是他们所说的大爆炸发生在恒星生命周期结束时的过程,这个过程几乎带走了它所有的质量。

可见光只是能量的一种形式,我们直接从银河系的恒星和其他天体上获得这些信息。

星系还包括其他类型的能量,如红外光、无线电波、伽马射线、暗物质和x射线。

我们被一个黑暗的光环包围着

银河系有一个暗物质的光环,占其质量的90%以上。

这意味着我们所能看到的,即使是用望远镜,也不到银河系质量的10%,其余的都是黑暗。

银河系的中心有巨大的气泡

根据最近发表在《自然》杂志上的研究,对银河系中心的新观测揭示了银河系中心的一对巨大气泡,它们发出无线电辐射。

这些气泡从黑洞向外延伸,并以相反的方向向太空延伸。波浪形的裂片就像沙漏的两半,黑洞就在它的腰部。

自从46亿年前我们的太阳系诞生以来,太阳和太阳系围绕银河系转了不到20圈。

小星系围绕银河系运行,有时会撞到它

据欧洲南方天文台报道,16世纪葡萄牙探险家费迪南德·麦哲伦航行穿过南半球时,他和他的船员是首批报道夜空中环状星团的欧洲人之一。

这些星团实际上是围绕银河系运行的小星系,就像行星围绕恒星运行一样。因此,天文学家决定以费迪南德·麦哲伦的名字来命名这些大小麦哲伦云。

银河系和宇宙中的其他一切都在空间中移动。地球绕着太阳转,太阳绕着银河系转,而银河系作为“局域集团”的一部分。

银河系充满了有毒的油脂

在我们星系中,恒星之间的空间几乎是真空的,在那里旋转的是一堆肮脏的油脂。被称为脂肪族碳化合物的油性有机分子在某些类型的恒星中产生,然后泄漏到星际空间。

假设银河系的直径和飞盘的直径一样?

你能猜出在这种情况下它的厚度是多少吗?信不信由你,它不会比一张纸厚多少。

没有人知道银河系有多重

天文学家仍然不确定我们的星系到底有多重。目前,估计有7000亿到2万亿倍于太阳的质量。

想要更好地理解这一点并非易事。根据专家们的说法,银河系的大部分质量大约85%是以暗物质的形式存在的,暗物质不发光,因此不可能直接观测到。

这个中心被认为是一个黑洞

银河系的中心有一个强大的引力,科学家们认为它是一个黑洞。为此,他们甚至给这个黑洞起了一个朗朗上口的名字:射手座A*。

天文学家认为这个黑洞的质量相当于400万个太阳的质量之和。

它是室女座超星系团的一部分

尽管银河系很大,但它是一个更大星系结构的一部分。我们最近的邻居包括大小麦哲伦星云和仙女座星系,仙女座星系是离银河系最近的螺旋星系。

银河系和其他大约50个星系一起组成了一个被称为局部星系群的星系团,而局部星系群又是更大的室女座超星系团的一部分。

德谟克利特是第一个提出银河系是由恒星构成的人

古希腊哲学家德谟克利特,他是第一个提出银河系是由恒星构成的人。

1610年,伽利略·伽利莱在他的望远镜的帮助下,第一个发现并解决了光带的问题。

然而,根据切罗基人的传说,银河是一只狗偷了一袋玉米粉形成的。在被追赶的时候,他洒了一些。

因此,在切罗基人的传说中,银河系被称为“狗逃跑的方式”。

你在太空中看到的任何一张银河系的照片,要么是另一个星系的照片,要么是艺术家的再现。

因为我们是在银河系内部,所以显然不能鸟瞰。

在大约40亿年后,银河系将与它最近的邻居仙女座星系发生碰撞。这两个螺旋星系目前正以每小时25万英里的速度相互飞驰。

当它们真的撞在一起时,不会像你想象的那么严重。地球很可能会幸存下来,而真正被毁灭的恒星却少之又少。相反,这个新形成的巨型星系将呈现出一幅壮观的夜空景象,其中的恒星与我们今天看到的任何恒星都不同。

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文章名称:《有关银河系的知识都有哪些?盘点银河系那些你可能不知道的知识》
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"人造黑洞"的设想最早提出于20世纪80年代,由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉·昂鲁教授提出,如果使流体的速度超过声速,那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。

在2008年,欧洲核子研究中心建立大型强子对撞机,进行史上顶尖的粒子对撞实验。这种粒子加速器有17英里长,重量相当于5架大型喷气式飞机的重量总和。它的作用是对撞挤压原子微粒,复制宇宙大爆炸后百万分之一秒的能量以及形成微小黑洞!

自此,科学家理论上一秒钟就可以生产出一个黑洞来。这一潜在的"黑洞加工厂"一时引起全球恐慌,媒体纷纷报道人造黑洞会吞噬地球。

实验方解释,他们建成的RHIC地下管线会将黄金原子加速到光速的99.9%进行对撞,但其产生的能量还比不上外太空宇宙射线轰击地球的能量。此外,人类都能在这种早已发生的碰撞中存活下来,那么迷你黑洞压根不会构成威胁,我们大可放心。

但是,有科学家指出,欧洲核子研究中心的大型粒子对撞机产生黑洞的风险足以吞噬地球,或者将产生一类名为"奇异微子"的粒子,将地球变成一团沉寂、收缩的"奇异物质"。

相关专家对人造黑洞进行仔细分析,得出结论:人造黑洞毁灭地球的理论纯粹是小说和电影里的虚构,真正的粒子碰撞制造出的人造黑洞不可能吞噬地球。

不过,在科学界关于人造黑洞风险的争论,一直是一个非常具有争议的物理话题。

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“和黑洞当朋友十年多了,我从它身上学到了很多东西。我觉得黑洞真的是宇宙中最优雅、最单纯的天体。”

大家现在看到的是我拍摄到的活跃黑洞的光谱,通过研究黑洞的光和光上留下的痕迹,我们可以研究星际介质的分布有多少,它们是怎么分布的。所以,研究黑洞有利于研究宇宙的历史。

虽然超大质量黑洞、恒星级质量黑洞在银河中对我们的影响非常小,但对于研究黑洞自身、黑洞与星系、黑洞与宇宙来说,黑洞的研究都是非常关键的。黑洞还有很多的秘密没有解决,这都促使我们一定要去研究黑洞。

不知道我上述说的理由能不能说服大家,黑洞研究其实是非常有意义的,有价值的。那我们到底该怎么研究黑洞呢?

前面提到的直接证据或者间接证据,一方面证实了黑洞的存在,另一方面也是研究黑洞的好素材。下面我给大家讲一讲,我是如何利用黑洞发出的光来探测黑洞周围气体的运动,进而知道黑洞的质量的。

先给大家看一个简单的模型,这是太阳和地球运转的示意图。我们知道地球围着太阳转,更准确地说,它们是围绕着共同的质心在转动。

如果我知道地球围绕太阳转的速度是多少,再知道太阳和地球的距离是多少,我就能算出太阳的质量是多大了。

这张图是我们对一类活跃黑洞做的简易模型图。中间是黑洞,旁边的区域是气体下落形成的吸积盘,吸积盘外还有一些气体云块。

通过拍摄黑洞发射的光,我想知道两个信息:气体云块距离黑洞有多远?气体云块围绕黑洞转的速度是多少?就有点类似通过观测银河系中心黑洞附近的恒星运动,从而算出银河系中心黑洞的质量。

第一个活跃黑洞的图像和光谱

图左是人类看到的第一个活跃黑洞——3C 273的照片,这是我们在光学波段可以看到的它的样子。它像一个星点,所以我们把它叫作类星体(类似恒星的天体)。

实际上,它是一个活跃星系的中心,也就是一个黑洞。图右是这个黑洞的光谱,它包含了很多个频率的信息,反映了在比较窄的频率波段,光的强度有多强。

而我的工作是什么呢?我的工作就是从技术上去分析这样的光谱,从而找出哪些是吸积盘发出的,哪些是气体云块发出的。

就拿这个光谱来说吧,气体云块发出的光是发射线,而吸积盘发出的光是连续的,如果做一个拟合的话,就是图中连续谱的情况。

通过研究气体云块发出的信号,我就能知道气体云块围绕黑洞转的速度,再基于一些经验关系,从连续谱的信息中,我又能知道气体云块距离黑洞有多远。有了这两个数据,我就可以算出黑洞的质量有多大了。

和黑洞当朋友十年多了,我从它的身上学到了很多东西。我觉得黑洞真的是宇宙中最优雅、最单纯的天体,为什么这么说呢?

因为完整地描述黑洞,只需要三个参量就够了:质量、电荷(是否带电,带正电还是负电,带多少电)、转动能力(角动量)。

可是要完整地描述我的大拇指指甲盖,大家知道需要多少个参数吗?上亿个都不止。因为指甲盖由分子组成,分子有原子,原子又有原子核和电子,原子核又有质子和中子,质子和中子又有夸克,而要描述夸克又得要多个参数。

三个参数和上亿个参数相比,黑洞确实是一个非常单纯的天体。

虽然黑洞自身尺寸非常小,一个太阳黑洞的视界半径才3000米,一个地球黑洞的视界半径才9毫米,但黑洞所居住的星系比它大多了。一个黑洞相当于一个小黄豆,它所居住的星系相当于一个直径50000米的大球。

尽管体积相差巨大,但这个小家伙每秒钟发出的能量,发出的光却是那个大家伙每秒钟发出的几千倍,甚至可能还会对那个大家伙产生一定的影响。

有时候我会想,宇宙是一个很大的领域,我是研究黑洞领域的,而黑洞领域又很宽泛,我是通过观测光来测黑洞的质量;有的人是基于测好的黑洞质量去研究黑洞和星系的关系;还有的人会研究吸收线的特征,研究星际介质的情况……每个人研究的领域其实都非常小。

从黑洞,我学到的道理:做个像黑洞那样优雅、纯粹的人;就像黑洞很小,但仍可能对比它大许多的星系产生大影响;我们也很渺小,但我们是历史长河的一部分,也能激起一点水花 。

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