作者安吉拉·尼尔森，塔夫茨大学 第一张黑洞照片拍摄于2019年，显示光线围绕一个直径为6的黑洞弯曲
比太阳大50亿倍
信用:事件视界望远镜合作 黑洞是外层空间最迷人的现象之一，我们一直在学习更多关于它们的知识
就在上周，一组天文学家发表了一篇论文，记录了一次罕见的可见黑洞碰撞，它产生了一束光，使科学家能够从地球上看到这一事件
从《星际迷航》到《神秘博士》再到《奥维尔》，科幻小说经常将黑洞融入故事情节，很大程度上是因为还有太多我们不知道的东西
但是亚历山大·维伦金一点也没有被这个庞大而复杂的课题吓倒
伦纳德和简·霍姆斯·伯恩斯坦是塔夫茨大学物理和天文系的进化科学教授，他研究理论宇宙学，包括暗能量、宇宙弦和多元宇宙，已经有几十年了
如果有人能帮助揭开黑洞的神秘面纱，那就是他
维伦金最近给塔夫茨大学开设了一门速成课程，让这些宇宙巨人更容易接近
这里有三个关于黑洞的事实可以让你大吃一惊
黑洞可能大得不可思议 黑洞是通过它们的大小和质量，或者它们拥有的物质数量来衡量的
一个中等大小的黑洞的质量可能比太阳大20倍
然而，黑洞内部的引力如此强大，以至于它将所有的质量浓缩成一个直径只有20英里的球
超大质量黑洞是最大的黑洞
维伦金说，这些庞然大物可以有10亿个太阳的质量，其直径大约相当于我们太阳系的大小
每个大星系，包括银河系，在其中心至少有一个超大质量黑洞
“就超大质量黑洞而言，我们的黑洞相当小
它只有几百万个太阳质量，”他说
有记录以来最小的黑洞实际上很小:它的质量仅仅是我们太阳的四倍
黑洞可以合并 维伦金说，相互靠近的黑洞往往会漂移得更近
“发生的事情是，这些黑洞在重力作用下相互连接，并开始围绕彼此旋转
它们形成了一个双星系统，随着它们的旋转，它们会逐渐被重力辐射失去能量
它们靠得越来越近，彼此旋转得越来越快
最终它们会融合在一起，”他说
“到目前为止，还没有观察到超大质量黑洞的碰撞，但是天文学家已经观察到小得多的黑洞的碰撞，”维伦金说
我们不能通过望远镜看到这样的碰撞，不管它有多高能，因为没有光能从黑洞中逃逸
然而，使用非常灵敏——并且非常大——的仪器——引力波探测器，科学家可以探测和测量黑洞发出的引力波
这些波就像时空中的波纹(稍后会详细介绍)，收集到的数据讲述了数百万或数十亿光年之外正在发生的事情
“黑洞在其双星系统中运行时发出的引力波通常太弱而无法被探测到
但是，当黑洞即将合并时，当它们最终合并形成一个更大的黑洞时，这种最后剂量的辐射已经被观察了很多次，”他说
引力辐射的爆发持续时间很短，但它们以某种模式出现
维伦金说，当天文学家看到这种模式时，他们可以将其识别为黑洞的碰撞，并计算出它们的质量和距离
2019年9月，美国国家航空航天局宣布，天文学家在距离地球约10亿光年的系统中发现了三个超大质量黑洞
黑洞有一个不归路 黑洞有所谓的事件视界
把这想象成黑洞的表面
没有什么能从表面下逃脱，包括光
那么，例如，当一艘宇宙飞船穿过事件视界时会发生什么呢？ “假设宇宙飞船在接近黑洞时向我们发送光脉冲
当宇宙飞船接近事件视界时，脉冲会变得越来越弱，它们之间的间隔也会变得越来越长
“当宇宙飞船非常接近事件视界时，我们看到它就像被冻结了一样
我们永远也看不到宇宙飞船实际上在视界之下，因为光无法从那里逃逸
" 飞船里的旅行者呢？维伦金说，当飞船接近事件视界时，他们不会注意到任何特别的东西，他们仍然会看到我们
然而，一旦他们跨越了事件视界，这就是一个不归路
你不能转身出去
你只能向黑洞中心移动，他说
重力会变得越来越强，因为重力会把东西拉向一个方向，宇宙飞船会变得太空化
“最终这艘宇宙飞船将会撞上中心点，也就是所谓的奇点
从数学上来说，奇点是重力变得无限强，所以时空曲率变得无限
我们真的不知道奇点到底发生了什么，但是飞船和里面的一切都会在飞船到达奇点之前被摧毁，”维伦金说
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