消亡假说
黑洞会发出耀眼的光芒,体积会缩小,甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬霍金做此语言时, 整个科学界为之震动。黑洞曾被感到是宇宙最终的沉淀所:没有什么不妨逃出黑洞,它们吞噬了气体和星体,质量增大,因而洞的体积只会增大。霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃,他结合了广义相对论和量子理论。他发现黑洞领域的引力场释放出能量,同时消耗黑洞的能量和质量(当一个粒子从黑洞逃窜而没有偿还它借来的能量,黑洞就会从它的引力场中 遗失同样数量的能量,而爱因斯坦的公式E= mc^ 2 表明, 能量的损失会导致质量的损失)。当黑洞的质量越来越小时, 它的温度会越来越高。这样,当黑洞损失质量时,它的温度和发射率增加,因而它的质量损失得更快。这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说不妨忽略不计, 而小黑洞则以极高的速度辐射能量,直到黑洞的爆炸。全部的黑洞都会蒸发,只不过大的黑洞沸腾得较慢,它们的辐射异常微弱,因此另人难以觉察。但是随着黑洞逐渐变小,这个过程会加速,以至最终失控。黑洞萎缩时,引力并也会变陡,产生更多的逃窜粒子,从黑洞中掠夺的能量和质量也就越多。黑洞委琐的越来越快,促使蒸发的速度变得越来越快,领域的光环变得更亮、更热,当温度达到101 5℃时,黑洞就会在爆炸中毁灭。
天文观测
黑洞形成后,会不断吸入领域的物质而导致后者难以被观测到,因此往往无法仅依靠天文观测来发现黑洞,但当双星中的一方为黑洞时,来自另一方星球的气团不断流入黑洞,骤然激起的高温,这时X射线闪光等会发亮,此时不妨间接发现黑洞存在。由于黑洞观测有实际的困难度存在,宣称某个星体是黑洞者,通常都只给出几张模糊的照片或部分的数据,黑洞的全部特征无法全面验证,一般媒体报导实际仅有部分信息,无法满足专业天体物理的数据要求,因此天文数据库当中,并没有黑洞,仅有黑洞候选星。
人们为了查找黑洞付出很多努力,成果却不多,20世纪的70年代才找到4个黑洞候选者,在90年代之后又发现6对新的X射线双星黑洞候选者,其中2个在大麦哲伦星系里,8个在银河系内,并于2000年后陆续探测出7个,有人估计过去100亿年中银河系平均每100年有一颗超新星爆炸,而每100个中有1颗导致黑洞形成,那么银河系应该有100万个恒星级黑洞,可是至2007年也惟有找到一共17个黑洞候选者。
人类首次“望见”
北京时间2019年21时07分,人类首张黑洞真实影像在全球六地同步发布。中国科学院上海天文台与“事件视界望远镜”项目团队共同发布了这一重大成果。从2017年4月5日起,这8座射电望远镜连续进行了数天的联合观测,随后又经过2年的数据分析才让人类一睹黑洞的真容。
此次发布的黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系Messier87(简称“M87”)中心的黑洞,距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。该图像的好多特征与爱因斯坦广义相对论的预言完全一致,在强引力极端环境下进一步验证了广义相对论。通过研究这个图像,人类将揭示出黑洞这类天体更多本质。
研究意义
中国科学院上海天文台沈志强称,天文学中很多研究看似和生活毫无干系,但是却能帮助人类更好地了解外部世界。黑洞是研究宇宙起源的关键问题之一。爱因斯坦的广义相对论是黑洞理论的依据,而霍金又将量子论引入其中,提出了“黑洞不黑”“黑洞既吞又吐”的重要理论。关于黑洞的起源、黑洞的结构、黑洞是否会消亡,现在都尚无定论。待这一切都揭开面纱后,人们还能运用其原理。