美國的我們前面提到過LIGO團隊探測到兩個黑洞合并輻射引力波,這些引力波的形成需要兩個條件:一是質(zhì)量足夠巨大,二是黑洞比較小 。只有足夠小的黑洞才具有強大的萬有引力,才能產(chǎn)生強大的引力波 。在宇宙中,通常是十幾個太陽質(zhì)量的黑洞比較多,為什么是這樣呢?這里又要談到黑洞是怎么形成的問題了 。黑洞是怎么形成的呢?一開始,有一顆很大的恒星,通常有二十個太陽質(zhì)量那么重,它燃燒到最后,拋射出大量的物質(zhì),但是總有一部分拋射不出去,這部分的物質(zhì)在萬有引力的作用下持續(xù)變小,一直小到十幾千米、二十幾千米 或者三十幾千米的尺寸,這樣一來,就形成黑洞了,所以,在宇宙中, 像恒星一樣質(zhì)量的黑洞比比皆是 。
LIGO團隊探測到的是兩個黑洞在一起,當然,單黑洞就更多了,但單黑洞本身并不輻射引力波,所以LIGO團隊探測引力波的方式無法直接看到單黑的洞,但是單黑洞應當比雙黑洞更多,因為它更常見 。比如說兩顆恒星繞在一起轉,每顆恒 星都會坍縮成黑洞,這樣就是雙黑洞,它的概率當然遠遠小于單獨一顆恒星燃燒到最后坍縮成黑洞 。
恒星級的黑洞可以通過間接的手段探測到,其實人類已經(jīng)通過間接手段探測到了很多這樣的黑洞 。銀河系中間有一個超級黑洞,它比恒星大很多,有幾十萬個太陽質(zhì)量那么重 。它是怎樣被發(fā)現(xiàn)的呢?因為在黑洞邊上有恒星,有分子云, 還有其他一些東西 。這些東西受到黑洞強大的萬有引力的影響,有時候就直接掉下去了,有時候運動速度變得越來越快,物質(zhì)電荷之間發(fā)生相互加速,這樣一來就會輻射電磁波,我們就可以通過這些電磁波發(fā)現(xiàn)黑洞的位置 。
在《星際穿越》里面,出現(xiàn)過這種視覺效果的一個巨大的黑洞,這個黑洞外面有一些亮環(huán),這些亮環(huán)就是這個巨大的黑洞邊上的一些分子等東西 。它們繞著黑洞轉動,速度越來越快,當然 也就變得越來越亮,形成了我們可以看到的那些亮環(huán),人類就是通過 這種方式發(fā)現(xiàn)黑洞的 。銀河系中間的這個超級黑洞并不是最大的黑洞 。在很遙遠的地方, 人類還發(fā)現(xiàn)了一些比這個超級黑洞大很多的黑洞,最大的可以達到幾百億個太陽質(zhì)量,這就接近整個銀河系的大小了 。
有的甚至是上千億個太陽質(zhì)量的黑洞,而且天文學家通過觀測,發(fā)現(xiàn)幾乎所有的星系中間必有一個超級黑洞 。星系是什么概念呢?星系就是由干億個、數(shù)千億個甚至上萬億個恒星形成的一個集團,就像銀河系一樣 。這些星系中間的超級黑洞小的像是銀河系中間的幾十萬個太陽質(zhì)量,大的像上百億個太陽質(zhì)量 。還有我們經(jīng)常會聽說“活動星系核”這個詞,這樣的名詞太抽象,說白了就是星系中間的巨大黑洞,它的萬有引力爆發(fā)出巨大的能量,我們把它叫作活動星系核 。
所以,實際上天文學家對黑洞是非常熟悉的,因為它無所不在,除了很多很多恒星級的黑洞,幾乎每個星系里面都有 巨大的黑洞 。那么,人類能不能制造黑洞?到目前為止,人類還沒有能力把物質(zhì)壓縮到變成一個黑洞 。如果到了那一天,人類將進入一種超級文明 。雖然我們現(xiàn)在無法做到,但是我們可以想象,我們總可以理想化,把一團物質(zhì)不斷壓縮至更小的空間中去,形成黑洞 。
就像前面說的,如 果我們想象把太陽壓進3000千米直徑的圓球里面,它就形成黑洞了 。由于太陽的質(zhì)量不夠大,而且大家都知道太陽的壽命,太陽在50億年以后會形成紅巨星,因此它不會通過萬有引力自身燃燒到最后形成黑洞 。但我們可以在想象中把它變成黑洞 。那么地球呢?根據(jù)我們的計算, 把地球壓進直徑大概1厘米的圓球里面,也就是像花生米那樣大小的一個空間里面,它才會形成黑洞,這是不可思議的,因為我們知道地 球的重量是3個億,要把它壓縮成一個花生米大小根本無法實現(xiàn),可見黑洞是非常難以制造的 。
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