困擾當今天文學的難題黑洞，它是如何形成的？

相信在大家眼裡 愛因斯坦的相對論都是一個近乎完美的存在 因為我們透過它重新定義了光 原來還會受引力場的影響而產生彎曲 同時 相對論的存在 也更好的印證了宇宙很有可能是通過一場大爆炸而形成的 因此 在眾人眼裡 想要了解這個宇宙的基礎 愛因斯坦所發表的相對論幾乎接近完美 但也正因這僅僅只是宇宙的基礎 要想再進一步的通過相對論 去了解宇宙更為複雜的天體 也成為了愛因斯坦一生都無法再次跨越的障礙 那今天 我們就一起來看看 成為困擾愛因斯坦一生的這個障礙 宇宙最為恐怖的天體黑洞 它究竟是如何形成的 又是如何被我們人類發現的 那在與各位探討這個極為複雜的天體之前 我們先從最基礎的速度大概去理解目前的宇宙 比如像現在為我們服務提供導航的衛星 它在近地軌道飛行的速度就約為7.9公里每秒 而這個速度也被稱之為第一宇宙速度 是目前所有衛星在近地軌道所需的每秒平均速度 此外 像早前的登月 它就需要更快的擺脫地球的引力 因此登月所需的速度 目前也被稱之為第二宇宙速度 每秒需要達到11.2公里 然後是目前正在處於太陽引力範圍的旅行者二號 而由於太陽擁有恆星級別的引力 因此旅行者二號每秒的速度 就不能低於16.7公里 而這個速度也被稱之為第三宇宙速度 這樣解釋相信大家應該都很好的理解了 至於第四宇宙速度 很遺憾的是目前人類科技還沒有達到這個水平 因為該速度是用於擺脫銀河系引力的 需要每秒525公里 因此我們想要離開這個星系 似乎並不能執著於這個人體無法承受的宇宙第四速度裡 那麼大家有了這些速度基礎以後 應該不難發現一個共同點 因為除了第一宇宙速度 剩下這三個速度 都是為了擺脫天體引力時所需要的最低速度 那麼在天文界 它們統稱為逃逸速度 所以逃逸速度的快慢 是取決於逃逸天體的體積以及質量來衡定的 所以在18世紀的時候 一位名為約翰·米歇爾的天文學家 就提出了一個舉世聞名的假設 當時的他在講 宇宙會不會存在一個天體 甚至達到光速的逃逸速度 都無法擺脫該天體的引力呢 那對於該道問題的假設 各位可別笑話他 因為無論是在那個天文學落後的年代 亦或者是現在 其實我們所瞭解的黑洞 都是無法通過肉眼去直接觀測的 因此在那個年代以恆星定義為宇宙最大天體的年代 這個假設是非常了不起的 所以這一假設也是人類對黑洞最初產生的概念出現 那麼在一百多年過去以後 一位名為卡爾·史瓦西的德國天文學家 對該假設給出了非常具有代表性的答案 後人為了紀念該天文學家 因此把該答案正式命名為 史瓦西半徑 史瓦西半徑是指任何具有質量的物質 都存在一個臨界的半徑值 就好比如一個物質被壓縮到本體的半徑值以內時 物質在本身的重力作用下 就會壓縮形成一個起點 所以在這基礎上 無論是物理或者是天文領域 像萬有引力 廣義相對論這些舉世聞名的理論 就是以這個概念為基礎的 所以我們目前用最為熟悉的太陽來舉個例 太陽的史瓦西半徑為三公里 那各位認為太陽在最終燃燒殆盡以後 會不會形成一個半徑三公里的黑洞呢 答案是不可能的 因為此時太陽可能會很委屈的告訴你 它辦不到 因為太陽擁有的質量還遠遠不足以讓它演變成為一個黑洞 首先想要演變成為黑洞 都取決於恆星的體積以及質量 太陽無法通過自身的重力 坍縮至史瓦西半徑以內 因此它只能給出辦不到這一答案了 那通過科學家觀察恆星以及黑洞的研究裡 目前主流能夠成為黑洞的理論是這樣說的 一般在1.4倍太陽以下的恆星裡 它們最後燃燒殆盡的結局都會跟太陽一樣 成為一顆白矮星 凡之恆星質量超過了1.4倍個太陽 但又低於3倍太陽以下的質量時 很抱歉 這種質量的恆星還是不能演變成為黑洞 它們燃燒殆盡以後會演變成為一顆密度超高的中子星 所以目前普遍認為能有條件成為黑洞的 恆星質量都必須達到3倍以上的太陽質量纔行 因此在太陽體積3倍以上的基礎下 就會誕生一個半徑約9公里的小型黑洞 那根據愛因斯坦的相對論 我們都知道光線靠近大質量天體時會產生嚴重的彎曲 因此光在接近黑洞1.5倍的史瓦西半徑時 就會徹底被黑洞產生的引力所捕捉 從而這些光就會一直圍繞黑洞進行運轉 成為該黑洞的一部分了 也正因為這些光被黑洞捕捉了 在不停圍繞黑洞做圓周運行的情況下 這些光是一輩子都無法到達地球進入我們眼睛裡的 所以為何我們無法通過肉眼去觀測發現這些黑洞的存在 目前要發現這些黑洞只能通過間接觀測 因為天文學家發現黑洞本身有一個特性 它周圍的襲擊盤會產生劇烈的輻射以及超高熱能 並且黑洞周圍有一些還沒有被捕捉的光 也會產生嚴重的彎曲 因此要發現黑洞的存在 目前主要是通過以上描述的間接觀測 2019年4月10號 這是值得紀唸的一天 因為我們人類首次成功拍攝了第一張黑洞照片 這個黑洞位於仕女座一個巨型橢圓星系的中心 與我們足足相距5500萬光年 而這個黑洞的質量就足足相當於65億個太陽質量 而根據我們目前已知的發現裡 黑洞原來是分為兩種的 第一種就是上文所描述的 也被稱之為恆星黑洞 這些黑洞的前身 是通過三倍以上的恆星質量燃燒殆盡所演變而來的 那在本文介紹第二種黑洞之前 作者想問各位一個問題 為什麼我們的銀河系會有數以千億顆恆星追隨它呢 它是通過什麼方法去留住這些恆星的 原來呀 在我們銀河系的中心 有著一個質量超級高的黑洞 因此我們整個太陽系都受該黑洞的引力作用下 以240公里每秒的速度圍繞著這個中心黑洞進行公轉 那這些超大質量的黑洞 就是所要介紹的第二種黑洞 它們稱之為星系黑洞 這些星系黑洞的質量是非常龐大的 就目前我們銀河系的中心黑洞 就足足等於太陽質量的400萬倍了 所以各位和我應該都很好奇 這傢伙到底長什麼樣對不對 但很可惜呀 更想知道它長什麼樣的還有科學家們 因為這個黑洞正處於銀河系的中心 所以會被無數的星際塵埃遮擋著 因此我們是根本無法看得見的 那假設如果它沒有被星際塵埃所遮擋 我們是可以通過觀測人馬左方向去看見它 那個方向會有一個巨大的火球 但各位要注意這個火球並不是黑洞本身 就如上文說的一樣 黑洞是無法通過肉眼去觀測的 所以 我們只能通過周圍的襲擊雲產生劇烈輻射 以及超高熱能去判定它為黑洞 那除了銀河系中心的星系黑洞 還有一個距離我們較近更為巨大的星系黑洞 各位知道它是誰嗎 它就是距離我們254萬光年外的仙女星系 仙女星系的中心 也是一個超大質量的黑洞 質量比我們銀河系的還要大 但這並不是它的特別之處 而是科學家們通過觀測 原來仙女星系啊 是一個雙核星系 也就是說 在它的星系中心居然有兩個黑洞 所以它的星系質量至少比銀河系大兩倍 也就不足為奇了 那麼引悟前科學家們推斷 之所以仙女星系存在兩個黑洞 很有可能是因為仙女星系在早前 與另外一個星系產生了碰撞合併所導致的 因此才會形成雙黑洞結構 那說到仙女星系 就不得不提一下 它現在正以每秒300公里的超高速接近我們銀河系 專家們認為 在不久的將來 也就是約40億年後 我們的銀河系將會與仙女星系產生碰撞合併 不過這似乎對我們這代人來說 並沒有什麼直接的關聯對吧 那通過以上關於黑洞的介紹 相信各位都已經非常瞭解它了 所以接下來 我們聊一下人類該如何利用這些黑洞 那我們都知道 在相對論裡面 巨大的質量 會導致周圍時空的扭曲 因此在愛因斯坦的廣義相對論中 也誕生出了一個如18世紀約翰·米歇爾的大膽假設 那便是蟲洞 蟲洞的原理 指的是當黑洞之間引力產生周圍時空巨大的扭曲時 黑洞互相就會形成彼此的起點與終點 雖然蟲洞這種宇宙的特殊結構 只存在於廣義相對論的假設裡 不過按目前我們人類所理解的這個宇宙 這個動不動就要以光年距離為單位來衡量的宇宙 或許真的有類似蟲洞一樣 可以連接宇宙遙遠區域的時空隧道 如果它真是存在 那也就意味著 如果人類掌握了時空運用 我們是可以毫不費勁通過黑洞穿越到另一個宇宙區域裡的 例如前往我們一直疑惑的地方 向獵狐座 那個創造我們 神的家鄉 或者拜訪位於王骨座澤塔網狀星系裡面的灰人 甚至 前往254萬光年以外的仙女座星系 傳說那裡有著宇宙最高維度之一的仙女星人 雖然對於我們目前來說 以上的假設都過於天方夜譚 但誰又能敢保證 蟲洞這個宇宙概念 不會成為當時18世紀約翰·米歇爾假設的黑洞概念雛形一樣呢 不然 你認為 這個廣闊無垠的宇宙 以我們人類目前的壽命來看 探索它 還有什麼必要呢 那今天有關於黑洞的主題內容 就為大家講述到這裡 如果你也對本期的內容感興趣 也可以在評論區裡面分享出來 製作不易 不妨給個小愛心獎勵一下作者 最後 祝各位春節快樂 龍年大吉 我們下期再見 這些濃眉大眼的生物 究竟與我們華夏文明有著什麼樣的關聯 那在前幾期更新的三星堆視頻內容裡 相信各位也大致瞭解了關於青銅神樹 黃金面具 青銅神壇 以及迄今為止世界保存最為完好的青銅大理人像 然而 讓眾位考古學家更為驚奇萬分的是 在該三星堆遺跡的二號祭祀坑中 居然還出土了比這些造型更為怪異的青銅文物 它們分別為大中小型號一共三件 那這三件青銅文物就是開頭所介紹 神似千里眼與順風耳這兩位神話人物的青銅縱目面具 而最大型號的面具 寬度足足就有1.38米 高度為0.68米 整副面具的厚度為5毫米 而這件最大且造型怪異的青銅面具 也是三星堆所出土青銅器中形體最大的兩件面具之一 那這副巨大的面具呈方形結構 眉毛有著以八字形刀眉的特徵 並且眉尖上挑 雙眼斜長 眼球甚至極度的誇張 以柱狀向外突出達16釐米 不僅如此 還有著明顯的招風耳特徵 因此整副面具呈現出一種猙獰萬分的外貌 非常具有中國神話人物的長相特徵 而另外引人注目的 就是它與青銅大理人像一樣 有著一樣的陰溝鼻 且同樣嘴角伸長上揚 並微微地露出舌尖的部分 而除了這般神祕且微笑的特徵以外 下額部分還向外延伸 額部正中央還帶有一個方孔 因此隨著該青銅縱目面具的發現 人們才會誇張地認為 該面具原型的人物 或許真的具有超人一般的神通 不然也不會有千里言語順風耳的特殊外號 因此這副備受矚目 且沒有一絲黃種人特徵的青銅面具 不禁就讓我國的歷史學家們 把其外貌特徵與傳說中的 上古時代縱目聯繫在了一起 因為它們兩者有著統一的共通點 那就是長相根本不像人類 而縱目這個傳說人物 其實就是古蜀國神話裡面的國王 據說在當時 縱目教會了古蜀國先民們如何養蠶取絲 因此他也被後人認為 是第一個將野蠶變為家蠶的歷史人物 所以他也被當時的古蜀國先民稱之為 蠶蟲這一稱呼 而據我國對該古蜀國最早的記載 就已經可以追溯到 1700年前的冬季時期 當時的史學家們 就專門記載了一部 有關於我國古代西南地區的史書 這本史書的名字叫《華陽國志》 而在書中 他們是這樣描述縱目的 有蜀後蠶蟲 其目縱是稱王 那這段記載的大概意思就是說 在傳說中的古蜀國 也就是目前的四川地區 有一個名為蠶蟲的人 他的眼睛是縱向向外突出的 那後來這位長相奇特的蠶蟲 居然還建國成為了蠶蟲式的先王 那也因為蠶蟲有著特殊的外貌 因此很多後人就認為 這個有著縱目長相的蠶蟲 或許是個半人半神的存在 也是整個古蜀文明的保護神 隨後 還有一批更加大膽的學者認為 這位蠶蟲 就是一名妥妥從外太空到訪地球的外星人 因為 別說他沒有黃種人長相的特徵 他甚至就沒有人類所出現過的五個人種特徵 而且 你再怎麼仔細琢磨這些出土的面具 都會不盡的 讓人們自覺聯想到外星生物內容裡面 再後來 到了我國的唐朝年代 著名大詩人李白 也在《蜀道難》裡面對蠶蟲有著這樣的描述 蠶蟲急於服 開國何茫然 而來四萬八千歲 不與芹菜通人煙 這裡 李白提到了蠶蟲和漁夫 那蠶蟲和漁夫就是傳說中古蜀國的兩位國王 並形容他們開國的歷史史和茫然 表示這段歷史年代久遠 難以追溯 而接下來 而來四萬八千歲 不與芹菜通人煙這句話的意思 就是表達了當時蜀國與外界隔絕已久 很少有交往的意思 緊接著到了西漢時期 古代著名文學者楊雄在《蜀本王記》 也有著對古蜀國更為詳細的描述 書中裡面說到 蜀王之先 包括蠶蟲 百貫 漁夫 不與和開明五位蜀王 並詳細表明了 在這五代蜀王統治的時期 他們五位嫁起來的歲數 就足足誇張的達到三萬四千歲 而且在傳說裡面 大概也就是五千年前 當時我們中華民族的初祖皇帝 娶了一名蜀山氏的女子為妃 並生下了一名男孩 而這名男孩長大成人以後 來到了目前的成都平原地區 因此這位男孩 很有可能就是整個古蜀國的創立者蠶蟲 所以如果蠶蟲真的是皇帝的後代 那他擁有這般長相的外表 以及能活這麼久也就不足為奇了 畢竟 他可能是神的後代嘛 那解讀完這副怪異造型的 青銅縱蒙面具以後 我們再來看看 同屬鎮館之寶的黃金權杖 該文物或許有著更為顛覆三觀的歷史推測 那這根黃金權杖總長為1.42米 直徑為2.3釐米 淨重約500克 起初 在該黃金權杖出土的時候 考古學家們都並不認為它是一根權杖 其一是因為 在我國所出土的眾多古代文物來看 權杖在中原文化裡是一種極為罕見的文物 因為我國古人 無論是哪朝哪代 凸顯皇權象徵的 基本都是以鼎 玉器 以及劍 這三類物品去代表 其二 是因為該黃金權杖的內部結構 是選用木頭材質製造的 以至於年代久遠 權杖內部的部分木頭早已碳化 所以考古人員 起初看著這根權杖的外表時 也就有了錯誤的判斷了 其三 據目前全世界考古所出土的文物來看 使用權杖以及面具的文明 基本都是屬於西方世界的古埃及文明 因此無論是權杖翼或者是面具 都是凸顯古埃及法老的皇權象徵 所以本部應該在中原文化中出現的權杖和麪具 這兩個文明到底又有著什麼樣的聯繫呢 而且要知道 傳說中的該古蜀國文明 是與古埃及文明同一時期存在的 所以 有關於從三星堆穀遺跡裡面所出土的 黃金權杖以及黃金面具 就有著眾多版本的猜測 有些人推斷 在五千多年前 該兩個文明就有著相互的交流 更有些更為誇張的人認為 其實古埃及文明和古蜀國文明 就是神同一貫制的兩個文明 因為 如果古蜀國真實存在 那三星堆穀遺跡就是屬於我國最早的歷史文物之一 但是 也只有這個推測最早歷史的三星堆穀遺跡 才同時出現了黃金權杖以及眾多的黃金面具 而之後 在我國眾多出土的古遺跡裡面 也甚少會存在關於該兩類黃金製品的古文物出土 而且在夏商這兩個時期還是屬於石器以及青銅時代 因此在那時候 人們根本就沒有製造黃金面具以及黃金權杖的技術知識 而更為重要的是 拋開這兩類出土的黃金文物不說 該三星堆所有的青銅像 也沒有一個像人類長相的 除此之外 該兩個文明還有著一處莫大的關聯 那我們都知道 埃及的金字塔結構 是對應著天上獵戶座腰帶的三顆星的 而同樣 包括晚點出現的瑪雅文明金字塔遺跡 也有著同樣的建築結構 那所以 為什麼三星堆會叫三星堆呢 其原因就是 當時的人發現該古遺跡的三個土堆時 恰恰也是剛好對應著天上的三顆星形 那雖然 當時的人 並沒有詳細說明該三星堆就是分別對應著天上的獵戶座三星 但是要知道 這三個文明 都屬於五千年前的文明 而如果三星堆 建造也是奔著獵戶座三星而設計的話 那這些文明 為何就一定要如此崇拜這個獵戶座的三顆星形呢 難道 他們的家鄉 就真的來自那裡嗎 而除了以上內容以外 在三星堆裡面 還出土了一件半人半鳥的青銅人鳥像 那這個人鳥像 也與古埃及裡面的太陽神 拉 有著相似的共通點 也包括剛才提及到的黃金權杖 該權杖的黃金表面 也各有著神祕的符號與圖案 而更讓我們後人細思幾孔的是 本不應該有關聯的三個古文明 隨著該權杖出土後 都發現了這些非常相似的符號存在 而且再跟各位說一件巧合的事情 像目前已知的最早文明蘇美爾文明以及古瑪雅文明 古埃及文明 還有今天主題的古蜀國文明 它們恰恰都位於北緯三十度線附近 並且以上所提及到的古文明 似乎都共同呈現出一種極為不合理的先進 而且 迄今為止 也沒有人知道 這些文明 到底是從哪裡來的 最後又是怎麼會突然消失的 直到目前也沒有任何確切的記載 就像被某些我們猜測的文明掐頭去尾了一樣 而關於以上這幾個文明存在聯繫 就不得不提及到 從蘇美爾文明中出土的蘇美王表了 在這裡 就有著關於大洪水發生之前的相關記載 記載是這麼說的 當時一共有八位神從天而降 這些神賜予了原始部落文明 並在地球一共統治了將近幾十萬年時間 那無獨有偶 有關於中國這邊的神話記載 也有著非常類似的描述 在中國神話裡面 相信大家也有聽說過三皇五帝 他們同樣加起來也是八位神 其中在這八位神裡面 我們都知道福西女蛙是人首折身的神仙 他們既是兄妹 也是夫妻 而同樣 在蘇美爾文明裡面 也有同樣特徵的神存在 他們分別叫安基與寧霍爾薩格 因此他們與福西女蛙一樣 同樣是人首折身 也同樣是兄妹和夫妻的關係 除此之外 都有著相似的大洪水傳說描述 所以各位仔細看就會發現 該兩個獨立發展起來的古文明 為什麼會有同樣的神話故事線 而且不僅僅是蘇美爾文明 與我們華夏文明神士的 還有古埃及文明 因為在古埃及裡面 女神依西斯 她也同樣是一條半人半蛇的神 而且她同樣也像前兩者的神一樣 與名神歐西里斯同樣以兄妹和夫妻相稱 因此視頻到了最後 各位覺得以上所提到這些不同文明的神 會不會都是同一位神呢 所以 這些古文明的類似共同點 是不是都是在這些神的帶領下 所一一建立的呢 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