太陽之心是一顆微型黑洞?體積和質子差不多,會逐漸吞噬太陽嗎?
說到黑洞,你會想起什麽?是能吞噬一切的恐怖性質,還是黑咕隆咚的外表?不論如何,我們對黑洞的印象應該都有一個——巨大,且無所不吃。
縱觀距離我們最近的黑洞——蓋亞BH1,距離我們1500光年左右,大概是十倍的太陽質量;
而目前已經發現的最大的黑洞:SDSS J073739.96+384413.2 它的質量足足有1000億倍的太陽質量。是一個當之無愧的巨無霸。
但是,如果我告訴你,太陽內部也可能存在一個黑洞。你會相信嗎?
在認知中,黑洞往往都是巨無霸
黑洞的定義
別看我們印象中的黑洞那麽嚇人,其實黑洞和太陽,地球等一樣,都屬于天體的一種。你也可以說黑洞就是一顆“星星”。
只不過我們通常意義上的星星,要麽像太陽一樣是恒星,可以通過核聚變自行發光。我們黑夜裏看到的天空中大部分“星星”,都是遠處的恒星發出的光芒。
觀測中的行星
但是黑洞卻是另一幅景象。黑洞的質量雖然比一般的恒星還要大,但是卻不發光。至于原因我們來慢慢解釋:
地球上存在重力,對于一個正常的人來講,你無論跳的再高,跳的再遠,也終究會落到地球上。要想擺脫地球的引力束縛,就必須達到一個速度。
這就是地球的逃逸速度。人們借助火箭,可以達到這個速度。達到了這個速度,就可以不落回地球。變成地球的一顆衛星。
人類目前可以利用火箭擺脫引力的束縛
但是因爲黑洞的密度實在太大,造成它的逃逸速度也非常大,大到什麽程度呢?比光速都大,連光都無法逃逸出這個天體的引力範圍。所以你看不見黑洞,覺得黑洞是一片漆黑,那是因爲沒有光從裏面射入你的眼睛裏。
第一宇宙速度的推導
另類黑洞
正常來講,黑洞都是恒星“燃燒”完畢之後會形成的天體。
因爲在恒星還在發光的時候,這時候恒星內部不斷地發生核聚變,向外釋放能量,不至于讓恒星自己坍縮,但是一旦核聚變的原料耗盡,那麽恒星會因爲自己巨大的質量,自己將自己吸引到崩塌,從而密度極具加大。最終可能形成黑洞。
當然,太陽的質量太小,就算“燒”完了也沒法形成黑洞。
原初黑洞質量和體積往往都不大
而我們開頭說的,太陽內部的黑洞,可能是一種特殊的黑洞,這類黑洞由著名的物理學家霍金在上世紀70年代提出。
一般的黑洞都是恒星燃燒後坍縮形成的,但是這類黑洞不然。這類黑洞是因爲最初宇宙大爆炸時。有部分物質挨得很近,密度很大。逃逸速度超過了光速,形成了黑洞。
但是,這樣的黑洞雖然也是黑洞,但是它們的質量往往都不是很大。和我們通常印象中的巨無霸黑洞相反,這類黑洞的體積非常小,小到讓你感覺不可思議。
人類給黑洞拍攝的第一張照片的偏振光影像
按照理論,典型的原初黑洞質量有個10億噸(大致相當于火星與木星軌道間小行星帶的總質量),但是體積卻非常小,小到只有質子或者中子那麽大,半徑爲10^(-13)厘米。甚至還有更小的,比如質量十萬分之一克,半徑10^(-33)厘米這麽點。
黑洞膨脹
雖然這種黑洞體積很小,但是別拿豆包不當幹糧。人家再小也是黑洞,原初黑洞自然也會不斷地吸引周圍的物質,將其吸收進黑洞的內部。
不過“抛開速度談吸收”,都是耍流氓,吞噬是確實在吞噬。就是這個速度有點過于感人。
有人用計算機模擬過。如果一個原初黑洞的質量是太陽的十億分之一的話,那麽要讓這個小不點黑洞完全吞沒太陽,那得用5億年。
太陽目前正處于“壯年時期”
雖然太陽已經存在了46億年左右,確實能被這個黑洞吞沒,但是這只是預設參數。你別看這個十億分之一挺唬人。粗略一算,太陽的十億分之一,也得有1021千克那麽重,也就是1018噸。這是多少?一個億是1後面8個0。那1018噸就是一百億億噸,和前面的10億噸重的典型原初黑洞一比,已經算是原初黑洞中的巨無霸了。
更多的原初黑洞質量更小,那別說和太陽,和地球一比這個黑洞也只是個小不點。就敞開了讓這個小不點慢慢“吃”問題也不大。
黑洞吞噬物質也需要時間
太陽的預計壽命大約100億年。這麽小的黑洞,與其擔心被它吞噬掉太陽。還不如擔心太陽壽終正寢。或者你擔心太陽突然爆炸也比擔心原初黑洞靠譜。
當然哈,這個原初黑洞,目前還是理論上存在。我們還沒有辦法證實它的存在。我們更沒有證據證明,目前在太陽內部存在這種黑洞。我們在此也只是把這種以前人們很少提到的黑洞類型,講出來讓大家知道罷了。
最古老黑洞
說完了原初黑洞的理論猜想,我們再來講一講關于黑洞最新的消息。我們之前講過了,離我們最近的黑洞,還有迄今爲止發現的質量最大的黑洞。現在,我們又發現了迄今爲止發現的最古老的黑洞。
就在幾天前,2024年1月21日,英國劍橋大學發布公報說,該學校的研究團隊,使用著名的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡發現了一個可以追溯到宇宙大爆炸之後4億年形成的黑洞。可謂是十分古老了。
據研究人員稱,這個和黑洞的所在的星系被稱爲GN-z11。這是一個密度很大的星系,大小約爲銀河系的百分之一。
詹姆斯·韋伯空間望遠鏡
但是,這個發現卻有著一絲絲的詭異。因爲如果按照現有的模型預期的方式增長,這個黑洞需要10億年才能形成如此大的規模,以至于被韋伯望遠鏡發現。
但是前文說了,這是一個宇宙大爆炸之後4億年形成的黑洞。所以,有一種我們目前還不知道的原因,使得這個黑洞的質量本來就很大!這個原因很有可能推翻現有的模型和理論。
GN-z11星系
但是目前,研究人員對此沒有什麽頭緒。只是表示這項發現得益于韋布空間望遠鏡靈敏度的“巨大飛躍”,尤其在紅外觀測方面,這意味著未來可能觀測到更古老的黑洞。相關研究有助于深入理解可能形成黑洞的不同方式。---來源: 說宇宙-