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美国科学家认为:直径930亿光年的可观测宇宙,其实是一个黑洞

 积善书屋 2023-11-16 发布于河南

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现代科学认为,我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大,能量无限大,热量无限大,密度无限大,体积无限小的点,这个点爆炸以后,我们的宇宙开始快速的膨胀,经过138亿年的时间,我们的宇宙膨胀成现在看到的样子,宇宙中的天体都是在宇宙大爆炸之后诞生的,我们所看到的恒星、行星、彗星、小行星、中子星、白矮星、黑洞等等,这些都是宇宙大爆炸的产物,我们的地球其实就是太阳系中的一颗行星,在太阳系中一共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,在海王星的外面还有一颗冥王星,曾经冥王星也属于一颗行星,但是后来科学家认为,冥王星的体积和质量都太小了,于是将它踢出了行星的行列。

在太阳系的行星当中,地球是唯一一颗诞生了生命的星球,地球之所以能够诞生生命,主要是因为地球满足了生命诞生的基本条件,这些基本条件分别是适宜的温度、充足的空气和丰富的水资源,如果一颗行星能够满足这些基本条件,那么这颗行星诞生生命的可能性会非常大,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,经过几千年的科技发展,现在人类终于对宇宙有了大概的认知,根据科学家的研究得出,我们的太阳系属于银河系当中,在银河系的中心位置,有一颗超大质量的黑洞,在1783年的时候,一位叫做米歇尔的英国业余天文爱好者给当时著名的卡文迪许写了一封信。

信中他认为宇宙中存在一种质量足够大,而导致完全黑暗,连光线也无法从表面逃走的星星,将其称为是暗星,这是关于黑洞最早的推论,之后法国科学家拉普拉斯也提出了暗星的概念,在1799年的时候,他出版了著作《天体力学》的第一版,到了1916年的时候,爱因斯坦在广义相对论中预言了一种天体,当这个天体的质量达到一定程度的时候,连光都无法逃离,由于这个天体的引力太过于极端,所有连爱因斯坦本人当时都不相信黑洞的存在,在爱因斯坦广义相对论发表的同年,德国物理学家卡尔史瓦西给出了关于黑洞的引力场方程的第一个精确解。这个解表明如果将大量物质集中在空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——视界一旦进入这个界面,即使光也无法逃离,后来这种不可思议的天体被美国物理学家约翰.阿奇博尔德.惠勒命名为黑洞。

黑洞是人类在宇宙中发现的最为神秘的天体,它的引力无限大,任何进入黑洞视界范围内的物质,都会被黑洞所吸引,连光都无法逃离黑洞的引力,由于黑洞的引力巨大,所以长久以来,科学家都无法破解黑洞的奥秘,很多科学家都希望能够知道黑洞内部到底是什么,曾经著名的美国科学家泰森就认为,黑洞里面就是一个宇宙,甚至我们的宇宙就诞生于一个黑洞当中,现在我们生活在一个半径465亿光年的黑洞中而不自知,随着人类科技的进步,人类对黑洞的了解也是越来越多,在2019年的时候,科学家拍摄到了人类历史上第一张黑洞的照片,它位于距离地球5500万光年外的M87星系,是这个星系的中心黑洞,随后科学家还公布了银河系中心人马座A*黑洞。

作为一个早在上个世纪就被爱因斯坦预言的天体,关于黑洞的形成在科学界也有了充分的认知,一般来说,黑洞的形成能够分为3种,第一种就是大质量恒星发生超新星爆炸后形成的,在我们的银河系当中,存在很多恒星级的黑洞,大部分都是由大质量恒星发生超新星爆炸所形成的,当质量超过太阳30被的恒星到了主序星阶段末期,其内部的核聚变就会变成铁元素,就会发生超新星爆炸,在爆炸的一瞬间,恒星内部的辐射压就会消失,引力完全占据主导地位,所有的物质都会向中心聚集,在这一时刻恒星内部的高温和高压就会直接形成一个黑洞,而这个黑洞会快速的吸收恒星的物质,成为一个质量是太阳数倍以上的黑洞,除了这种形成的方式之外,还有一种就是大爆炸直接形成的。

科学家认为,在我们的宇宙中,有很多种黑洞都是由大爆炸直接形成的,比如说银河系中心的黑洞,如此之大的黑洞就是在大爆炸之后形成的,在宇宙大爆炸的时候,某些区域中的物质密度很高,从而直接形成了黑洞,这类黑洞也是星系形成的原始力量,因为他们强大的引力能够吸附大量的物质在其周围,这些物质形成了原始恒星,进而造就了星系,除了这些形成的方式之外,科学家认为,天体之间的碰撞也能够形成一颗黑洞,当两颗恒星在引力的作用下碰撞之后,这两颗黑洞能够直接变成黑洞,目前科学家所掌握的黑洞形成的方式就是这三种,为什么科学家认为,我们的宇宙可能就是一个巨大的黑洞呢?因为科学家经过研究发现,所有的天体都在围绕一个点运动。

而这个点可能就是黑洞中心的奇点,现在我们已经知道,地球在不停的自转和公转,地球自转一圈的时间大约是24小时,也就是我们所说的一天。地球公转一圈的时间大约是365天,也就是我们所说的一年,在地球转动的同时,我们的太阳系也在运动,我们的太阳系正在以每秒240千米的速度围绕着银河系中心转动,大概每2.2亿年就会完成对质心的一次公转,科学家通过计算得出,地球在宇宙中飞行的速度大约是每秒630公里,这个速度已经非常快了,只是我们感觉不到而已,不过我们的银河系也在不停的运动当中,科学家通过研究得出,银河系和周围50多个星系共同组成了本星系群,其中仙女座是本星系群中最大的星系,银河系只是第二大的星系,在本星系群上面还有庞大的超星系团,其中包含了近4.7万个星系,直径达到了1.1亿光年。

本超星系团的质量中心大约在室女座附近,因此本超星系团又被称为是室女座超星系团。不过室女座超星系团也不是宇宙中最大的星系团,比室女座超星系团更大的星系团是拉尼亚凯亚超星系团,科学家经过长期的观测发现,这个星系团正在带着10万个星系朝着长蛇座方向快速的移动,在那个区域,好像是有一个神秘的物质,在无形的牵扯着周围所有的物质,而整个宇宙好像都在向某一个区域运动,而这个神秘的引力中心到底是什么?目前科学家还在积极的研究当中,不过关于黑洞的奥秘,现在科学家还不是很清楚,由于黑洞的引力非常强大,能够将光都吸进去,所以我们看不到黑洞的内部是什么样子的,不过有一些科学家猜测,黑洞可能是虫洞的入口。

虫洞最早是1916年由奥地利物理学家路德维希.费莱姆首次提出来的,当时虫洞还只是一个概念,后来在1930年,爱因斯坦在研究引力场时,认为通过虫洞能够实现瞬间转移或者做到时间旅行,虫洞就是建立在黑洞的基础上,爱因斯坦认为,虫洞是一个能够穿越时空的隧道,不少人认为,黑洞吞噬之后的物质不可能凭空消失,这些物质可能会由黑洞传送到另一个神秘的天体中,这个天体就是白洞,白洞是一种理论推测出来的天体。科学家认为,任何物质都无法进入这个天体中。这个天体只能够向外喷发物质,白洞的性质正好和黑洞相反,黑洞是不断的吞噬物质,而白洞是不断的喷发物质,黑洞吞噬的物质可能会由白洞喷发出去,黑洞和白洞连接在一起就形成了虫洞,虫洞就是能够穿越时空的隧道。

不过科学家从目前的的科学理论来看,白洞的存在违反了热力学定律,根据热力学定律我们能够知道,熵是不断增加的,如果说白洞存在,那么白洞能够使熵减少,而热力学定律中,熵是不可能减少的,所以白洞如果存在,那么将会推翻人类热力学第二定律。如果说白洞真的存在,那么虫洞就存在宇宙中,虫洞一直都被科学家认为是一种能够连接遥远空间的点。目前科学家在宇宙中只发现了黑洞,并没有发现虫洞和白洞,虽然科学家现在对虫洞的认知还不是很多,但是著名的物理学家霍金认为,黑洞并不是一个只进不出的天体,它也会随着霍金辐射的蒸发而消亡殆尽,在上世纪70年代初,霍金证明了面积不减定理,指出当黑洞形成以后,随着时间演化,黑洞的视界表面积总是只会增加不会减少,在面积不减定理提出后的第二年。

美国物理学家惠勒的一个博士研究生贝肯斯坦就注意到它的理论并指出面积不减定理跟热力学第二定律——熵增定律非常类似。熵增定律指的是,在一个封闭的系统内,热量总是从高温物体流向低温物体,过程是不可逆的,贝肯斯坦认为黑洞表面的积就是黑洞的熵。不过霍金却不认同这个说法,他指出如果黑洞有熵的话,那么它就应该会产生热辐射,但是很明显黑洞不会产生任何辐射,这是广义相对论中所不允许的,按照广义相对论,黑洞内部是高度有序地,对于一个静态球对称黑洞(没有自转和没有在吸食物质的黑洞),它的视界里应该只有一个无限压缩的奇点和一个空无一物的真空,这和热力学第二定律明显不符,之后霍金通过严格的计算证明,黑洞真的会产生辐射,在1975年,著名的物理学家霍金发表了震惊世界的理论:如果将量子论考虑在内,黑洞将有可能蒸发。

霍金认为,当虚拟粒子出现在黑洞视界边缘时,可能会出现4种情况,1、虚粒子对正常湮灭,2、两个虚粒子同时被黑洞吞噬,3、负虚粒子被黑洞吞噬,正虚粒子逃离,4、正虚粒子被黑洞吞噬,负虚粒子逃离。根据霍金计算得出,在这4种情况下,第三种情况出现的概率是最大的,而负虚粒子携带了负能量,因此在黑洞吞噬负虚粒子之后,它的能量就减少了,而这种机制被称为是霍金辐射。如果按照霍金的说法来看,那么黑洞并不是穿梭时空的隧道,它仅仅是一种天体而已,目前科学家也在积极的研究黑洞的奥秘,如果站在宇宙的角度来说,我们的宇宙真的可能就是一个巨大的黑洞,而所有的天体和物质都存在这个巨大的黑洞当中,只是我们不知道而已。

看到这里,相信很多朋友都会提出一个疑问,就是宇宙的外面是什么,有一些科学家认为,宇宙的外面还是其它的宇宙空间,还有的科学家认为,宇宙并不是一个,而是由无数个平行宇宙所组成的,每一个平行宇宙之间都有着某种神秘的联系,只不过现在科学家还没有找到能够将进入平行宇宙的方式,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步和发展,未来随着人类科技的进步,人类一定能够解开这个奥秘,对此,大家有什么想说的吗?

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