虛無的黑洞,無法解釋的真實

時間方面的話題一值都是我最喜歡的,不管是電影小說,哲學理論等,各式各樣有關於時間方面的話題,我一值都是有著非常高的興趣,某天,當發現宇宙中有著真實存在不受時間拘束的事物時,真的讓我非常的驚訝,也從中看到了某些不可能。

比較簡單以及白話的方式來說明,黑洞就是其中不存在於時間,以及任何事物的空間,當然把黑洞比喻成空間是比較具象但卻錯誤的說法,真正的黑洞是連空間都沒有,所有的事物進到黑洞,都會被壓縮成為無止盡大的1,簡單的說所有的事物在空間中都變成單一的一個點,就一個點,無限延長的一個點,這樣說比較抽象,看圖大概就知道了!時間以及任何物質在黑洞中都被化為單純的點,連光線也進不去,光想像到世界上竟然還有這樣的東西存在時,不由得心中有著無限的好奇心阿...

以下為之前整理以及收集而來的資料,大概說明了黑洞的一些資訊:
黑洞是宇宙間最漆黑的物質,事實上黑洞是由超新星爆炸而成的。這樣說似乎有點籠統,就讓我從頭說起吧!

要了解black holes的形成得先了解ㄧ顆恆星的形成,因為超新星的前身為一耀眼的恆星。

一開始宇宙間偶然地有些稀薄原子塵與氣體(大多為氫氣)因有較大量的聚集開始因彼此的萬物引力作用而彼此靠近,一旦靠近,之間引力愈大,便急速收縮,經幾十億年星際介質成為密實雲層而更向內部塌陷,因為壓力迫使內部體積縮小,溫度上升,一直到達足以產生融合反應,產生爆炸,一顆新興恆星於是焉形成。

原始恆星周圍的氣體或爆炸殘骸便有機會成為行星,燃燒所放出的熱能和向外的膨脹力與重力位能往內收縮的重力平衡,待其穩定下來後恆星便開始進入平凡無奇的主序帶,一直到其內部的燃料燃燒殆盡,破壞了平衡,內部開始向內部塌陷,收縮,又再次點燃較重原素(氦)的融合,恆星外部則依舊膨脹,而溫度降低,直到膨脹至一百倍大則成為紅巨星。

質量小的冷卻成為白矮星,質量大的繼續收縮直到其試圖融合鐵,為了補充能量,它便壓縮自己的核心,藉以大量微分子補充能量,最後恆星將自己的外層噴爆而出,成為超新星。超新星大約只存在三秒鐘,它在爆炸後仍繼續收縮,可能成為中子星亦有質量大持續無止境的收縮也就是黑洞的形成。
 
甚麼是黑洞?
黑洞是一個時空的黑暗區,由一些質量頗大的星體經重力塌縮後所剩餘的東西。它的基本特徵是有一個封閉的視界。這視界就是黑洞的邊界,一切外來的物質和輻射可以進入這視界以內,但視界內任何物質都不能從裡面跑來。

黑洞是怎樣出現?
當一顆質量相當大的星體的核能耗盡後,沒有輻射壓力去抵抗重力,平衡態不再存在,這星體將全面塌縮,成為中子星。若其質量仍大於三個太陽質量時,那麼連中子簡併氣體壓力也不能平衡重力,星體將斷續塌縮至它的重力半徑(rg)範圍之內。這時,引力之大足以使一切粒子,包括光子,都被引回星體本身,不能外逸。這就形成黑洞。

重力半徑又稱史瓦半徑,它只與體的質量成正比。

黑洞的參數
要了解一顆星體,我們需要很多參數,但當它塌縮成為一個黑洞,任何物質都不能逃離它,因此我們是無法觀測到任何有關它的信息。根據研究,只有三個基本參數,質量、電苛和旋轉,我們才能在遠距離探測到,這就是「黑洞沒有毛髮」的定理。

理論上,黑洞可按積分成小、中和大三類,已有好些証據顯示,中型黑洞是大星體在其生命終結時,星體內陷和坍塌後所留下的遺骸,而大型黑洞則存在於很多星系中,可能包括我們身處的星系。

黑洞的界限
當一個黑洞形成後,所有物質都會向中心場縮成高一個非常細小的質點,稱為奇點,黑洞的表面層稱為「事件穹界」。而這表面層和中心奇點的距離就是史瓦半徑。任何物質要從黑洞的史瓦半徑跑到外面去,它的逃離速度便要大於光速。但根據狹義相對論,光速是速度的極限,因此,一切物質到了事件穹界便扯向中心的奇點,永不能逃出來。

怎樣探索黑洞?
由於黑洞不能發出光線,體積又非常細小,所以是不可能用天文望遠鏡規測得到的。但根據理論,如果一對雙星中的伴星是黑洞,那麼主星的物質被吸引向黑洞而形成一個吸積環。由於吸積環的物質互相摩刷而引起高溫,因而輻射X光線。於是黑洞搜索者就將重點於X射線密近雙星上。

1962年,人們探測所得,位於天鵝座鵝頸內有一股X射線,並將該源命名為是非常有可能是一黑洞。天鵝座X-1是一X射線源,它的一顆子星是超藍巨星,那可能是黑洞而看不見的子星質量。

怎樣發現黑洞的存在?
於1990年4月27日,哈勃太空望遠鏡的啟用,為人類探索太空夫揭開了新的一頁,雖然在製造時出了錯誤,使影像大打折扣,可是仍對天文學有莫大的貢獻。

近來人類對一直只是存在於理論範疇內的黑洞,已透過哈勃太空望遠鏡,有了進一步的証據。於仙女座大星系M31附近的M32發現了一個質量大於太陽三百萬倍的黑洞。M32是在我們的銀河系附近,距離地球2.3百萬光年的星系。它是人類所知密度最高的星系,於直徑只有一千光年的範圍內(我們的銀行河系直徑約十萬光年),包含了四百萬顆星,中心和密度是我們的銀河系100個一百萬倍左右。假設你生活於M32中心的行星上,你會見到一個密佈星光的夜光,光度一百倍滿月還要亮。科學家是由星星於該星系的活動,及其中心密度而推測的。此星系內之星星移動速度較之於一般星系每秒快了100公里。

對於此發現,實對各天文學者的一大鼓舞,相信以後哈勃望遠鏡,必能為人類揭開更多太空的神秘之謎。

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