黑洞類型以及它們是如何形成的有不同類型的黑洞,它們以不同的方式出現(xiàn)。最常見的類型被稱為恒星質(zhì)量黑洞。這些包含大約是我們太陽質(zhì)量的幾倍,并且當(dāng)大的主序列恒星(我們太陽質(zhì)量的10-15倍)時形成)核燃料耗盡。其結(jié)果是大規(guī)模的超新星爆炸,將恒星外層爆炸到太空。留下的's會折疊以創(chuàng)建一個黑洞。
另外兩種類型的黑洞是超大型黑洞(SMBH)和微型黑洞。單個SMBH可以包含數(shù)百萬或數(shù)十億個太陽的質(zhì)量。顧名思義,微黑洞非常小。他們可能只有20微克的質(zhì)量。在這兩種情況下,其創(chuàng)建機制都不完全清楚。理論上存在微黑洞,但尚未直接檢測到。
在大多數(shù)宇宙的核心中發(fā)現(xiàn)了超巨大的黑洞,它們的起源仍然備受爭議。超量黑洞可能是較小的恒星質(zhì)量黑洞與其他物質(zhì)合并的結(jié)果。一些科學(xué)家認為,當(dāng)一顆高度巨大(太陽質(zhì)量的數(shù)百倍)的恒星坍塌時,它們可能會被創(chuàng)造出來。無論哪種方式,它們的體積都足以以多種方式影響星團,從對恒星率的影響到它們附近的恒星和物質(zhì)的軌道。
另一方面,在兩個非常高能粒子的碰撞過程中可能會產(chǎn)生微黑洞。科學(xué)家認為,這種情況在地球的上層大氣中不斷發(fā)生,很可能發(fā)生在CERN等地的粒子物理實驗中。
科學(xué)家如何測量黑洞
由于光線無法從受事件范圍影響的黑洞周圍區(qū)域逃逸,因此沒有人能夠真正"參見"黑洞。然而,科學(xué)家可以通過他們對周圍環(huán)境的影響來測量和表征它們??拷渌矬w的黑洞對它們產(chǎn)生重力效應(yīng)。一方面,質(zhì)量也可以由黑洞周圍的材料軌道決定。
在實踐中,天文學(xué)家通過研究光在其周圍的行為來推斷黑洞的存在。像所有大塊物體一樣,黑洞具有足夠的重力來彎曲光線's路徑。當(dāng)黑洞后面的恒星相對于它移動時,它們發(fā)出的光會出現(xiàn)扭曲,或者恒星會以不尋常的方式移動。根據(jù)這些信息,可以確定黑洞的位置和質(zhì)量。
這在galaxy集群中尤為明顯,集群,其暗物質(zhì)和黑洞的組合質(zhì)量通過彎曲更遠的物體通過時彎曲光線而形成奇怪形狀的弧形和環(huán)形。
天文學(xué)家還可以通過輻射看到黑洞-周圍的加熱材料發(fā)出,如無線電或x射線。這種材料的速度也為它試圖逃脫的黑洞的特征提供了重要線索。
霍金輻射
天文學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)黑洞的**一種方式是通過一種稱為霍金輻射的機制。霍金輻射以著名的理論物理學(xué)家和宇宙學(xué)家斯蒂芬霍金的名字命名,是熱力學(xué)的結(jié)果,需要能量從黑洞逸出。
基本思想是,由于自然的相互作用和波動在真空中,物質(zhì)將以電子和反電子(稱為正電子)的形式產(chǎn)生。當(dāng)這種情況發(fā)生在事件范圍附近時,一個粒子將從黑洞射出,而另一個粒子將落入重力井中。
對于觀察者來說,所有這一切都是"看到"是從黑洞發(fā)射的粒子。該粒子將被視為具有正能量。這意味著,通過對稱性,落入黑洞的粒子將具有負能量。結(jié)果是,隨著黑洞老化,它會失去能量,從而失去質(zhì)量(愛因斯坦和39;s著名方程,E=M C2,其中E=能量,M=質(zhì)量,C是光速)。
由Carolyn Collins Petersen編輯和更新。