怎样探测黑洞

怎样探测黑洞

1、 黑洞本身不发光，但距离黑洞一定距离，即黑洞半径外的物体会受到它强引力影响，发出X射线，从而观察到。也就是说可以观测到黑洞周围有一圈X射线源；

2、 黑洞周围的天体运行轨道也会受到黑洞的影响，对这些轨道的测算也可以间接“看到”黑洞；

3、 黑洞有时会将它近旁的一个发光恒星散发出的气体吸进自身，于是可以通过观察这些发光的气体来间接观测黑洞。

黑洞在哪里？

我们在晴朗的夜晚看到的星星，其实并不意味着什么，它们只不过是宇宙中一些能发光的物体而已。然而还有一些星体不发光，但它们却有着更为重大的意义。天文学家把天文观测器发射到空中，去研究太空中看不见的光线。在发回的X射线宇宙照片中，可以看出那些从前被认为“消失”了的星体仍旧存在于宇宙中并且放出强烈的宇宙射线，其强烈程度甚至比太阳这样的恒星体还要强。这也证明了长久以来一个怪异的设想：看不见的“黑洞”真真实实地存在于宇宙中。

宇宙中大部分星系，包括我们居住的银河系的中心都隐藏着一个超大质量黑洞。这些黑洞质量大小不一，从100万个太阳质量到100亿个太阳质量不等。

天文学家们通过探测黑洞周围吸积盘发出的强烈辐射推断这些黑洞的存在。物质在受到强烈黑洞引力下落时，会在其周围形成吸积盘盘旋下降，在这一过程中势能迅速释放，将物质加热到极高的温度，从而发出强烈辐射。黑洞通过吸积方式吞噬周围物质，这可能就是它的成长方式。

观测结果还显示，出现在宇宙年龄仅为12亿年时的活跃黑洞，其质量要比稍后出现的大部分大质量黑洞质量小10倍。但是它们的成长速度非常快，因而现在它们的质量要比后者大得多。那些最古老的黑洞，它们的质量仅为太阳的100～1000倍，这些黑洞的形成和演化可能和宇宙中最早的恒星有关。天文学家们还注意到，在最初的12亿年后，这些被观测到的黑洞天体的成长期仅仅持续了1亿～2亿年。

黑洞

科学家首次发现孤立的“流浪黑洞”，科学家如何寻找单个黑洞？

超过20倍太阳质量的恒星，在到达生命尽头后，其核心可能会坍塌成为黑洞。

天文学家根据大数据计算，预计能够产生黑洞的恒星大约占据恒星比例的千分之一，这意味着仅仅在银河系，就有至少一亿个潜在的恒星黑洞。

迄今为止，科学家发现的宇宙黑洞，基本都是特殊的双星系统，因为双星系统的黑洞更容易被检测到，黑洞和另一个天体的相互运动，可以产生特殊的引力波。但是NASA在哈勃望远镜的帮助下，发现了距离地球5150光年外的孤立黑洞。

孤立的“流浪黑洞”，通过引力透镜被发现：

黑洞会吞噬靠近的光线，从而让黑洞非常黑暗，因此在太空中，很难直接发现黑洞。

双星系统中存在黑洞，科学家可以通过伴星的运动轨道、产生的光线，判断出黑洞的位置，但是孤立的黑洞无法通过伴星获得线索。

哈勃望远镜发现孤立的“流浪黑洞”，主要通过黑洞引力产生的引力透镜得到线索。

黑洞具有非常高的质量，和强大的引力场，黑洞所产生的引力场，可以扭曲周围的空间，让空间产生类似放大镜的作用，这就是引力透镜。

哈勃望远镜以及地面天文观测站，每年可以检测到2000次引力透镜，其中只有少数是由黑洞引起。

产生引力透镜的天体质量越大，引力透镜产生的增亮时间越长，增亮现象也会更加明显，黑洞产生的引力透镜，一般会持续较长时间，这是区分黑洞和其他天体的重要依据。

科学家首次发现孤立的“流浪黑洞”，源于一次持续270天的引力透镜事件。

由于引力透镜的持续时间非常长，科学家认为该地区可能存在大质量黑洞，通过两年的观测，科学家并没有找到黑洞的伴星，因此这颗黑洞很有可能是一颗孤立的黑洞。

哈勃望远镜进行了六年的观测，最终确定该地区存在一个孤立的黑洞。

孤立黑洞难以观测，充满神秘：

由于人类天文观测能力有限，孤立黑洞的观测难度非常大，而对于宇宙来说，这部分黑洞是非常关键的部分。

霍金曾经表示，人类所未知的暗物质，很有可能就是散布在宇宙中，孤立的原初黑洞，由于这部分黑洞体积较小、并且单独存在，因此会产生看似神秘的引力作用和质量，从而被天文学家误认为是暗物质。

原初黑洞基本都是孤立的“流浪黑洞”，但是原初黑洞并没有经历恒星期，而是在宇宙诞生之初，物质能量相对密集的阶段，直接通过压力形成，因此体积较小，甚至只有一颗柚子的大小。

虽然原初黑洞理论上可以形成，但科学家目前没有观测到任何原初黑洞。

通过寻找宇宙中的孤立黑洞，科学家或许可以发现原初黑洞存在的确切证据，从而帮助天文学家对宇宙有一个更全面的认识。

天文学家在太阳系边缘，已经检测到大质量天体，虽然天文学家认为这颗大质量天体可能是九号行星，但一直没有观测到该天体，因此部分天文学家认为，太阳系内部，或许就存在原初黑洞。

但是想要找到原初黑洞，天文学家必须获得更强大的黑洞观测能力，找到宇宙中的孤立黑洞，才有可能找到原初黑洞。

总结：

人类对于宇宙的观测能力十分有限，尤其是对于黑洞的观测，具有很大的局限性。

天文观测能力的限制，让黑洞的探测非常困难，因此也会出现很多未知的现象。随着詹姆斯韦伯太空望远镜等一系列太空望远镜项目的启动，或许未来人类可以看到宇宙的更多秘密，让人类对宇宙有一个全新的认识。

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