123排行榜,探索世界,了解各类奇异学识!

宇宙一半的物质都被黑洞吸收了

时间:2022-12-27

天文学家也经历了类似的事情一转眼,宇宙中一半的普通物质就找不到了!看起来很不可思议,但这就是当前天文学家们遇到的怪事儿

TIPS:本文共有 2746 个字,阅读大概需要 6 分钟。

我们都可能经历过这种倒霉的事儿:刚才它还在你眼前,然而你转个身后回来再找,它却不见了!" 它 " 可能是钥匙、遥控器之类的东西。

天文学家也经历了类似的事情——一转眼,宇宙中一半的普通物质就找不到了!看起来很不可思议,但这就是当前天文学家们遇到的怪事儿。那么,这究竟是怎么回事?

失踪的另一半

当前,天文学家可通过观测宇宙微波背景辐射来得出宇宙各种成分的含量——宇宙大约是由 4.9% 的普通物质、26.8% 的暗物质和 68.3% 的暗能量构成。

宇宙微波背景辐射大约是在宇宙大爆炸之后 38 万年形成的。上面的含量应该针对那时候的宇宙。但天文学家认为,到今天,宇宙各种成分的含量应该没有改变。

天文学家们统计了我们所能观测到的所有普通物质,包括构成恒星、行星、黑洞、气体和尘埃等的物质,他们却得到了一个令人惊讶的结果:我们找到的普通物质大约只占了宇宙总量的 2.5%。大约有一半的普通物质丢失了。

天文学家们估算出失踪的时间大致在宇宙最初的几十亿年里。那时,一半的普通物质在宇宙中稳定下来,形成了恒星和星系,另一半却失踪了。

当然,失踪只是一种通俗的说法。这些物质并不是真的从我们的宇宙中消失了,它们肯定在某个地方。那会在哪里呢?寻找它们,可能是历史上最大的一场 " 捉迷藏 "。

失踪者的身份特征

幸运的是,这起失踪案有着一些有用的线索。首先,失踪的物质当然是无法直接看见的。事实上,人类肉眼只能看见宇宙非常少的一部分。即使有着强大的天文望远镜,太空中的绝大部分我们也是看不到的。

宇宙大部分的地方都令人难以置信的冷,温度只比绝对零度高 3 摄氏度左右。这些寒冷的物质辐射出的光频率很低,只处在微波范围内。经过几十年的技术进步,现在的天文学家们已经充分了解了微波范围下的宇宙。所以,失踪的物质肯定不是冷的。

宇宙的另一个极端,是极热的物质,它们会辐射出紫外线、X 射线。但我们当前的观测技术还很落后,还没能充分了解此波段下的宇宙,尤其是 X 射线波段。也许,失踪的物质就是能辐射出 X 射线的物质?如果真的是这样,那么它们的温度能达到数百万摄氏度,大致与太阳的日冕(太阳大气的最外层)温度相当。

另外,失踪的物质得是稀疏地分布在宇宙中,否则我们早就发现它们了。那么,炽热且稀疏的物质会是什么呢?在过去的几年中,天文学家们已经开始推测,它们可能离我们很近,也许就在银河系等星系的周围。

变为星系的大气?

在星系中,一些星际气体中的粒子可能会逐渐冷却下来,聚集在一起,形成星云,坍缩为恒星等天体。而另一些粒子会在星系强大的引力作用下,不断地加速,速度加快,温度也随之提高,它们可能会被加热到数百万摄氏度,辐射出 X 射线,并远离星系中心。

然而,星系的引力还想把这些炽热的粒子拉回来,但这些粒子本身的热量却驱使它们远离星系。最终结果是,星系周围弥散着热气体晕。类似于地球周围包裹着一层大气,这些热气体晕可以被看作星系的大气。

一些天文学家认为,失踪的物质可能就是这些热气体晕。虽然我们可能无法直接看到它们,但是我们应该能够观测到它们产生的影响。

从遥远的星系传过来的光会穿过银河系的热气体晕,而其里面的粒子会吸收特定波长的光线。通过这个现象,天文学家可以揭示热气体晕的成分和温度。来自美国密歇根大学的乔尔 · 布雷格曼和他的同事就一直盯着来自宇宙深处的光线,希望它们能揭示出银河系到底包含多少无形的热气体晕。

他们的初步观测结果显示,我们银河系周围的确包裹着一层大气,总体的质量与银河系中明亮的部分相当,然而它们分布的空间范围却是银河系体积的数千倍。

不过,这里仍有问题。他们的研究结果显示,现在整个宇宙尺度下,热气体晕只能解释部分的失踪物质。剩下那部分仍不知所踪。布雷格曼等人认为,剩下那部分可能是离星系更远的热气体晕,只需要我们继续认真观测,就能发现它们。

跑到了巨洞那里?

来自美国哥伦比亚大学的夏伊 · 杰内尔却不认为失踪的物质变为了星系的大气。他认为,失踪的物质可能离星系非常远,大约在数百万光年之外。

我们知道,星系不是孤立地分散在宇宙之中,它们会成群地聚集在一起,组成星系团,许多个星系团再组合成超星系团。超星系团以及周围的暗物质、星际气体形成一种如细丝串成的网状结构,这就是所谓的宇宙网。宇宙网中,细丝之间则存在着巨大的空洞,即巨洞。通常认为,巨洞那里的物质密度只有我们在地球上制造出的 " 真空 " 的几亿分之一。

也许,失踪的物质跑到巨洞那儿去了。那么,是什么力量把物质从宇宙网上推走,送入数百万光年远的巨洞中?

杰内尔认为,是星系中心的超大质量黑洞把一些物质吹到那里的。在过去的 5 年里,杰内尔参与了 " 揭示计划 " ——一个国际合作项目,使用计算机来模拟宇宙从大爆炸到星系形成的过程。借助全球的超级计算机网络," 揭示计划 " 成为了我们模拟出的最接近现实的宇宙。" 揭示计划 " 的一个强大之处在于,你可以调整任何过程中的物理参数,然后得到相应的结果。例如,你可以调整关于黑洞行为的参数,看会产生什么样的宇宙。

杰内尔最初的目标是为了研究星系如何诞生和灭亡的,但是在试图调整参数,使得模型与现实尽可能相似时,杰内尔和他的同事惊讶地发现,黑洞可以足够强,能把大量的物质吹进巨洞。

黑洞是宇宙大炮?

我们倾向于认为,黑洞是吞噬周围一切的漩涡,而不是宇宙大炮。但是,其强大的引力场使它们成为了宇宙中最有效的能量输出装置。星系的物质落向黑洞时,它们会高速绕着黑洞旋转,在黑洞周围形成一个圆盘状的吸积盘。吸积盘内侧的一些粒子速度可能会接近光速,它们有机会沿着与吸积盘垂直的方向喷射出去,逃离黑洞。这些逃离的粒子构成了一股喷流,能冲出星系。在某些情况下,它们还会冲出星系团,奔向远处的巨洞。

但这里仍有些问题。" 揭示计划 " 的模拟结果显示,黑洞如果真的有能力把物质吹到巨洞那里,那么它们的 " 火力 " 可能过强了,能把星系中大约 90% 的普通物质都吹跑。在过去一年中,研究团队一直在调整参数,使得模拟结果更接近现实,即只吹走 50% 左右的普通物质。

如果事实果真如此,那么不仅说明巨洞那里有着丢失的物质,而且黑洞还在不停地向那里泵入更多的物质。

我们已经知道,因为有暗能量的存在,宇宙在加速膨胀。在数十亿年之后,宇宙中的星系团内部和彼此之间的距离会越来越远。但如果黑洞还在不停地吹跑星系内的物质的话,那么星系团土崩瓦解的速率会更快。我们的宇宙未来可能会更加黯淡。

当然这只是计算机模拟的结果,我们需要对其进行检测。当前,能检测到 X 射线的太空望远镜的灵敏度有限。不过,欧洲航天局和美国宇航局都准备在十几年后发射更为先进的 X 射线太空望远镜。到那时,我们就可能知道,失踪的物质究竟是变为了星系的大气,还是真的被黑洞吹跑了。

我们转型不易,新知识内容立足于正能量、实用,觉得《宇宙一半的物质都被黑洞吸收了》对你有帮助,请留言收藏!

本内容不代表本网观点和政治立场,如有侵犯你的权益请联系我们处理。
网友评论
网友评论仅供其表达个人看法,并不表明网站立场。
相关阅读
宇宙中的星体杀手 黑洞是怎么来的(宇宙杀手)

宇宙中的星体杀手 黑洞是怎么来的(宇宙杀手)

...一样,黑洞吸引着它周围的星系。当黑洞吸收周围的恒星物质时,由于巨大的引力,这些物质会被撕裂成气体。与此同时,黑洞将以高速旋转。由于速度很大,气体的摩擦会释放出大量的能量并发出辐射,我们的天文仪器可以观...

2023-01-08 #未解之谜

宇宙中最强的三大天体(宇宙中令人惶恐的三种天体)

宇宙中最强的三大天体(宇宙中令人惶恐的三种天体)

宇宙中最强的三大天体分别为中子星、暗物质和黑洞,虽然人类表面上生存的地球比较和谐稳定,人类并没有看见如此残酷的宇宙外来世界。但是中子星、暗物质和黑洞这三种天体,确实令人十分恐怖,如果有其他的天体卷入这...

2022-12-27 #科学探索

全面解析宇宙黑洞 白洞(灰洞与虫洞的差别)

全面解析宇宙黑洞 白洞(灰洞与虫洞的差别)

...这一程度的压缩后的半径称为“史瓦西半径”,可以吸收物质甚至向外垂直的光线都能够吸收时,便可转变为黑洞。黑洞具有吸收一切物质的特性,它能将任何物质容纳其中,像我们小时候玩的贪吃蛇小游戏,如一条贪吃蛇,不...

2023-05-21 #自然地理

宇宙黑洞能吞噬一切物体(被吞噬的物体去哪了)

宇宙黑洞能吞噬一切物体(被吞噬的物体去哪了)

...中神秘的黑洞,有着巨大的吸引力,不得不说,这类黑色物质的质量十分庞大,无论是恒星、行星,还是光等物质,它都能轻易吞噬,在科学家们看来,黑洞的存在仿若巨大的漩涡,甚至没有任何物质能够逃脱它的手掌。更惊人...

2023-05-07 #自然地理

什么是白洞:只发射不吸收的特殊宇宙天体(和黑洞相反)

什么是白洞:只发射不吸收的特殊宇宙天体(和黑洞相反)

...洞的性质恰好是相反的。黑洞有着强大的引力,它是吸收物质的天体;而白洞则是只发射不吸收的特殊宇宙天体。是否存在?白洞到现在也仅仅是科学家们的一种理论猜想,它可能存在也可能并不存在,目前并没有被科学所证实。...

2023-06-02 #未解之谜

黑洞与白洞不能通向另一个宇宙(但可以通向另一个世界)

黑洞与白洞不能通向另一个宇宙(但可以通向另一个世界)

...的一种猜想!那么什么是黑洞?简单的讲黑洞就是高密度的物质集合体!黑洞的形成官方给出的答案是;黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。黑洞也是时空曲率...

2023-01-21 #自然地理

全宇宙最大的黑洞排名 主要有三种黑洞(有视频)

全宇宙最大的黑洞排名 主要有三种黑洞(有视频)

...。黑洞一直都是宇宙中十分可怕的东西,他可以吸收一切物质,物质一旦被吸收进去了,就再也出不来了。而宇宙是十分浩瀚的,在宇宙中存在着许多的黑洞,这些黑洞都有大有小,以下是最大并且排名较为靠前的三种黑洞。1...

2023-01-24 #UFO事件

为什么白洞比黑洞恐怖(白洞喷射出的宇宙能量可以毁灭一切)

为什么白洞比黑洞恐怖(白洞喷射出的宇宙能量可以毁灭一切)

...洞会不断向外喷发X射线、宇宙线等威力巨大的宇宙能量物质,要是被这些宇宙能量物质击中的话后果只有毁灭,因此白洞更加的恐怖。白洞喷发巨大能量比黑洞更恐怖根据科学家的研究发现,白洞是宇宙中的喷射源,从白洞中...

2023-01-06 #综合

科学家竟然可以通过黑洞推测出白洞 白洞真实存在(宇宙起源之谜)

科学家竟然可以通过黑洞推测出白洞 白洞真实存在(宇宙起源之谜)

...定律提出了一个大胆的猜测,宇宙之中被黑洞吸收进去的物质,很有可能会从白洞中再次出来。人们都知道宇宙之中有一个非常恐怖的存在,它是宇宙中最黑暗的星体,具有着非常强大的吞噬能力,任何的星体只要一旦靠近它,...

2023-06-26 #科学探索