克尔⿊洞怎么形成的
克尔⿊洞是宇宙中最极端的⿊洞,你知道克尔⿊洞是怎么形成的?店铺在此整理了克尔⿊洞形成原因,供⼤家参阅,希望⼤家在阅读过程中有所收获!
克尔⿊洞形成原因
克尔⿊洞球对称性最差的坍缩恒星发出最多的引⼒波。⼀旦视界形成,恒星坍缩成了⿊洞,则情况⽴即简化。转动的克尔⿊洞的内部结构复杂。它的奇点是⼀个平躺在⾚道⾯上的圆环,⽽不再是⼀个点。如果宇航员穿过这个环就到达对⾯的区域,那⾥有⼀个⽩洞,它像⼀个弹射器,能把宇航员⽴即“发射”到有待发现的外部世界,即另⼀个宇宙中。
起初我和很多⽹友⼀样并不知道什么是克尔⿊洞,直到前⼏天我⽆意中看到⼀篇⼏年前关于克尔⿊洞的报道,报道上说美国华盛顿⼤学的物理学家协同法国学者成功模拟出克尔⿊洞图像。与其复杂的理论模型不同,该图像令⼈惊讶的简单。
仔细看看这张整体模拟图像表⾯上确实很简单,形状很像⼀个早晨刚盛开的喇叭花,当然了这只是简单的模拟了⿊洞的表象,正所谓透过现象看本质,不过这还需要⼀个漫长的过程来论证。
据美国《每⽇科学》⽹站报道,美国华盛顿⼤学的物理学家协同法国学者成功模拟出克尔⿊洞图像。与其复杂的理论模型不同,该图像令⼈惊讶的简单。这项成果不但有助于更好地理解克尔⿊洞的构造与转动⿊洞的引⼒场,还可将理论假说和图像相⽐较,促进理论的进⼀步完善。
由于所有恒星都⾃转,其形状必不能成为严格的球形,因此亦不能由球对称的理论来描述。1963年,新西兰物理学家罗伊?克尔得到了能描述不带电旋转恒星的爱因斯坦引⼒场⽅程的解,这⼀理论对于天⽂学的意义,不亚于⼀种新基本粒⼦的发现,因他之名,由这类恒星坍缩形成的⿊洞就叫克尔⿊洞。
克尔⿊洞以恒常速度旋转,根据爱因斯坦引⼒场⽅程,⼀颗规缩成⿊洞的转动恒星的引⼒场会最终达到⼀个平衡状态,这个状态只依赖于两个参量,即质量和⾓动量,后者代表恒星的旋转的速度,类似于基本粒⼦的⾃旋。
⼀直以来,这类带有⾓动量的⿊洞,被称之为⾃然界最完美的物体之⼀,其相关的守恒定律与理论假说在问世40年后仍然神秘莫测。⽽今模拟图显⽰:克尔⿊洞⾸先是轴对称的,即绕对称轴转动,作短程线运动的试验粒⼦其能量是守恒的;同时其绕对称轴的⾓动量分量也守恒;另外其还允许试验粒⼦遵循第三个守恒定律;⽽在克尔⿊洞中,所有的数理⽅程,包括⽀配引⼒波传播的⼀些⽅程,都可以分离变量,因⽽得到明确的解。
研究⼈员可借由图像分析,在克尔⿊洞环境中如何依据⼴义相对论来描述⼩质量⿊洞绕⼤质量⿊洞进⾏旋转的动作。同时,虽说图像的建⽴由理论模型⽽来,但研究⼈员仍希望,可视化的成果亦能对引⼒波天⽂学领域的理论起到或修正或补充的作⽤。
已知最⼤的⿊洞
天⽂学家最新观测发现⼩型星系竟包含着⼀个超⼤质量⿊洞,其质量是太阳的170亿倍。天⽂学家也没有线索证实这⼀奇怪现象。
天⽂学家发现⼀个超级质量⿊洞,所在NGC 1277星系中⼼膨胀区域59%恒星质量都聚集在⿊洞中,这项发现进⼀步增添了星系与⿊洞之间关系的神秘性。
位于英仙座星系群的⼩型星系NGC 1277距离地球2.5亿光年,这个处在其内部的⿊洞质量竟然达到太阳质量的170亿倍。相⽐之下,银河系中⼼的超⼤质量⿊洞就是⼩巫见⼤巫了,它仅是太阳质量的400万倍。
普通⿊洞仅占星系膨胀区域的0.1%质量,在此之前观测到拥有最⼤⽐例质量⿊洞的星系是NCG4486B,它的⿊洞质量占星系的11%。⽽当前发现NGC 1277星系的神秘巨型⿊洞仍是⼀个谜团,德国马克思-普朗克天⽂研究所的天⽂学家雷姆科-范德-博世说:“我们并未想到宇宙中会存在如此巨⼤的⿊洞,我们进⼀步揭开其中的秘密,并掌握类似的星系在宇宙中如何形成,以及存在的普遍性。”
NGC 1277星系可能并不是唯⼀的,天⽂学家正在研究多个类似情况的星系,它们可能蕴藏着不成⽐例的⼤型⿊洞。