第711章 黑洞初探索
早在地球時代,人類就已經(jīng)掌握了黑洞的幾種觀測手段,也是觀測黑洞這種“看”不見星體的主要方法。
因為不能直接如同恒星那般被看到,因此觀測黑洞只能用間接方法,其一便是恒星觀測法,通過長年累月地觀測某片星域內(nèi)恒星的異常移動現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)這片區(qū)域存在這一顆束縛這些恒星的黑洞。
這種辦法在這里行不通,因為這顆黑洞附近壓根沒有什么恒星圍著它轉(zhuǎn)。
另一種辦法則是通過觀測黑洞的吸積盤,確定黑洞的存在。根據(jù)角動量守恒原理,在物質(zhì)逐漸接近并被吸入黑洞的過程中,黑洞視界外圍會形成一個旋轉(zhuǎn)的吸積盤,人類可以通過吸積盤中心部分氣體碰撞產(chǎn)生的溫度輻射以及高強(qiáng)度X射線來間接發(fā)現(xiàn)黑洞存在。
可惜這種辦法在這兒也行不通,因為這顆黑洞周圍的物質(zhì)早就被它吞光了,它沒有吸積盤,是一顆靜悄悄的黑洞。
第三種辦法其實也跟恒星有關(guān),是前兩中辦法的集合體,乃是根據(jù)黑洞和可見恒星形成的天體系統(tǒng)來確定黑洞的存在,這種情況一般會有吸積盤,可惜也不適用于如今這顆黑洞。
第四種就是人們熟知的引力波,是通過兩顆黑洞合并產(chǎn)生的引力波來判斷黑洞的存在。顯然這顆黑洞老早之前就完成了合并,如今已經(jīng)重新變成一個安靜黑洞了,所以這種辦法也不行。
說起來人類派遣出去的星盟成員文明探測小隊之所以能發(fā)現(xiàn)這顆黑洞,原因都不是這四種觀測手段,而是他們發(fā)現(xiàn)了這顆黑洞所在處出現(xiàn)了引力透鏡效應(yīng)。
在天體物理學(xué)中,引力透鏡效應(yīng)大家都耳熟能詳,簡單的說就是強(qiáng)引力場扭曲路過的光路線,以至于讓在強(qiáng)引力場另一側(cè)的觀測者看到虛假的光源。
值得一提的是,如果觀測者一直停在固定位置觀測,是沒法發(fā)現(xiàn)自己看到是光源位置是真實還是虛假的,不過人類本就是在航行之中,仔細(xì)觀察對比自然就不難發(fā)現(xiàn)其中變化,也就因此發(fā)現(xiàn)了這顆黑洞。
不過到了如今近距離之后,人類要觀測黑洞自然就不能用這些間接的辦法了,因為理論中還有一種直接能觀測到黑洞的辦法,那就是霍金輻射。
也叫黑洞輻射。
霍金輻射并不遵守面積定律,而是黑洞越大霍金輻射反而越小,黑洞越小霍金輻射越大,以至于一個實驗室中粒子對撞機(jī)撞出來的微型黑洞一出現(xiàn)就會瞬間消失,這也是科學(xué)家不擔(dān)心實驗室弄出的黑洞有危險的原因。
霍金輻射的本質(zhì)于量子場論有關(guān),乃是與虛空中因為真空量子漲落自發(fā)產(chǎn)生的虛粒子對有關(guān)。
人類的科學(xué)理論中闡述這樣一種可能,當(dāng)在黑洞事件視界附近由量子漲落產(chǎn)生的虛粒子對,其中負(fù)能粒子會被吸入黑洞,而正能粒子則會逃離黑洞,從黑洞外部看,這些逃離的正能粒子就是黑洞發(fā)出來的霍金輻射。
在這個過程中,黑洞吸入負(fù)能粒子從而使得它內(nèi)部能量降低,出現(xiàn)黑洞蒸發(fā)現(xiàn)象。霍金認(rèn)為,由于黑洞為的普通時空不允許負(fù)能粒子穩(wěn)定存在,正能粒子進(jìn)入黑洞而負(fù)能粒子逃離的現(xiàn)象不可能發(fā)生,所以霍金輻射只能輻射出正能粒子。
人類在地球時代預(yù)言了霍金輻射的存在,當(dāng)然也從其他物理事實驗證了過這個現(xiàn)象的存在,但從未直接從天文上通過霍金輻射觀測到黑洞。