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关于黑洞毕业论文

2023-03-13 06:20 来源:学术参考网 作者:未知

关于黑洞毕业论文

随着我们对宇宙更深入的了解,天文学家们确认一项令人非常惊讶的事情:

每个星系中心,似乎都存在着这么一些超级黑洞,它们的质量,往往是太阳的数百万到数十亿倍的超级黑洞。

就比如,我们银河系中心最大的黑洞,我们最早发现的sgr A*,其质量就有着约400万个太阳般的质量。

可这些超级巨大黑洞,人们发现它们的诞生的时间,居然是宇宙形成的最早期,甚至是在宇宙还没有达到现在年龄的10% 之前......

这个观测结果 ,也产生了给 黑洞理论 ,产生了 最大的冲击 !

在过去的理论中,我们总以为黑洞的形成,是由于超大恒星的衰老坍缩而成,然后是小黑洞们相互吞噬,然后合并成大黑洞。在更多的时光岁月中,超级黑洞,自然而然就会产生。

可事实上,据传统的理论,依据对黑洞增长速度的了解。就会存在一个非常让人迷惑的悖论:自宇宙大爆炸以来,这么短暂的时间,应该没有足够的时间,让黑洞变得如此巨大。可事实上, 它真就发生了 !!!

这客观结果的背后,星系中心,那些大得难以想象的超级黑洞,它们的存在,就不可否认地证明了一个事实:一定有什么,我们不知道的奇怪事情,曾发生过......或与我们所理解不一样的科学理论机制不断演绎着。

对此,在2021年4月份的 《皇家天文学会月刊》上,一个国际天文学家小组,就大胆提出了一个新理论:

很显然,这个新黑洞形成机制,从理论角度,也算是给解析 宇宙大爆炸后,在仅仅 8亿年内,就已形成的 超大质量黑洞 的天文现象,一个“合理”的答案。

但它们究竟是如何形成的,又是如何快速成长的……依然是一个缺乏直接科学证据的宇宙谜团。但,新的学说,也为人们探讨超大质量黑洞的形成原因,以及早期宇宙学理论研究,提供了一个非常重要的角度与方向。

作为宇宙中,甚至比黑洞还不可捉摸的东西。哪怕是天文物理学家们,目前,也只能以 盲人摸象的方式 ,去表述我们对它的认知。

因为,我们唯一能探知到它幽灵般的存在方式:目前,也只能借助于 引力透镜 、宇宙中 大尺度结构的形成 、微波 背景辐射等方法和理论来探测暗物质 。

按照学术中,最主流的大爆炸宇宙学 中经常用做的索引模型( ΛCDM模型 ),由 普朗克卫星 探测的数据得到:整个宇宙的构成中,常规物质(即 重子物质 )占 4.9% ,而暗物质则占 26.8% ,还有 68.3% 是 暗能量 ( 质能等价 )。

而按照目前的科学理论,暗物质,它与宇宙中正常的重子物质,能被观测到的相互作用,唯一方式是 引力作用 (我们所能看到的所有东西,其实,都由重子物质构成)。

说得再通俗一点,理论上,它应该存在着,但我们就是 不知道它是什么 ,也不知道它由 什么组成 。但由于爱因斯坦的广义相对论, 透过 重力 产生的效应,理论计算得知,咱们的 宇宙 中,应该大量存在于 宇宙的“暗物质”!

借助于所有物质、天体之间的这种引力 相互作用 ,我们通过可“ 观察 ”的,比如,星系的旋转,光线沿强引力场的弯曲方式,从这些天体间的引力效应现象,再减去普通物质的引力效应,得到暗物质所产生的理论上的引力效应,从而推理计算出暗物质的含量。

人们确认了这么一个事实: 大多数星系,都存在着大量暗物质 !

这也引出另一个非常值得人们深思的话题,这种宇宙中最奇怪、又广泛存在着的东西,在宇宙相关天体的形成过程中,究竟扮演着什么角色,有会对它们的形成产生什么至关重要的作用呢?

还是说,位于银河系中心的超级黑洞,所有星系中的最早诞生的巨大黑洞,都是由它直接喂养出来的天体呢?

这个理论的支持者,美国加州大学河滨分校的物理学家和天文学家,余海博在自己的论文中阐述一个最大的话题: 为什么早期宇宙的黑洞,都会如此巨大 ?

要得出这个结果,只有两种可能:

第一,这些黑洞从诞生之初,还处于“种子或‘婴儿’期,就是质量巨大的,这是它的DNA所决定;

第二,这些黑洞与我们如今所认知的不一样,它的生长速度,远远要比我们想象中的要快。

又或者是,这两种可能,同时兼有之!

那核心问题就来了,是什么东西的DNA,或者什么样的独特的养分,才能喂养出这样怪物级的黑洞呢?

而目前人们所认知到的物质,似乎都无法满足这个条件!传统的黑洞理论,更无法得出合理的推理结果。

所以,研究小组把焦点转移到新发现的暗物质身上,你试想一下:若这样的超级黑洞中子,是从一个暗物质密集的晕中,就开始形成......

暗物质,会构成的稳定星系内核,其周围弥散着稀薄的暗物质晕,这些内核可能会变得非常稠密,一旦达到临界阈值,就会坍缩成超大质量黑洞。

且相比于常规物质之间会有相互作用的斥力,与物质的引力对抗,没有这样“天敌”的暗物质,反而能在早期宇宙,靠引力快速聚集在一起。越聚越多的暗物质,也让引力不断几何级地增加的情况下,暗物质晕中心凝聚的粒子就会加速,最终,它将在自己的质量下塌缩,形成黑洞的种子。

这样的 种子 一旦形成后,引力作用下,也能把除暗物质粒子之外的常规物质——重粒子同样吞噬增加,促成黑洞的快速成长。

研究小组认为:黑洞坍缩形成的过程,重子粒子物质的存在,也是关键养分之一。同时,这一过程中,各种粒子之间的相互作用,也会导致粘滞,从而驱散中心晕的角动量,进一步帮助崩溃过程......

而且,这种超大质量黑洞的形成方式,很可能比其他黑洞形成机制,理论上会更快发生,使早期宇宙中的超大质量黑洞,在它们栖息的星系形成之前,就已形成!这个理论观点,也彻底颠覆了目前的主流观点。

不过,研究小组坚信这新模型、新理论机制,具体过程中所展现的物理现象或特征,他们也能在未来更精密、灵敏的天文仪器设备能帮助捕捉到相关数据和信息,从而验证他们的模型与推理。

但不得不承认,这种新的形成机制,也为早期宇宙中出现的超大质量黑洞,是如何形成?提供了一个自然的解释。而在这一形成中,不需要恒星先形成,也不需要借助种子黑洞,不断吞噬合并,然后才会产生超大质量黑洞。

参考资料:

1、Seeding Supermassive Black Holes with Self-interacting Dark Matter: A Unified Scenario with Baryons 相互作用下的暗物质:或是超大质量黑洞的源起的种子,也是重子的统一场景;

2、《 科技 日报》3月2日刊,超大质量黑洞可由暗物质直接形成;

3、新疆大学 王同征(硕士毕业论文)大质量双黑洞形成的新通道——黑洞吸积暗物质;

4、Wikipedia, 暗物质 (英语:Dark matter) 相关释义。

#全能创作者#

霍金写的著名的论文有哪些。?

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黑洞像“吃豆人”一样吞噬中子星,他又能带走什么?

假如把宇宙空间当做一个水面,每一个有质量的物件全是“宇宙空间水面”中的“船”,当“船”挪动或相碰时,即化学物质和动能产生运动过量和转变时,便会造成 “水面”造成“漪涟”,这一“漪涟”就是引力波。

毕业论文共同编撰的者、澳大利亚国立大学物理学学校专家教授苏珊·斯科特表明,中子星与黑洞的“死亡螺旋”碰撞产生在大概10亿光年前,因为二者质量这般之大,因此 直到今日,她们还能探测到碰撞在宇宙空间中造成的“漪涟”。

“每一次碰撞都不仅是2个极大而高密度的物件集聚在一起。黑洞吞食了它的伴星中子星,这场景确实如同‘吃豆人’一样。”斯科特说。

澳大利亚国立大学吸引力天体物理管理中心的约翰尼斯·艾希霍尔茨说,这2次探测最开始是在2020年1月5日和15日开展的。本月,科学研究精英团队探测到GW200105和GW200115(以探测时间取名)2个引力波事情,表明存有一种“复合型”新系统——每一个对都有一颗中子星和一个黑洞构成。

艾希霍尔茨称,尽管这类对黑洞吞食中子星的探测十分少见,但她们10天以内探测到2次。在其中一次(GW200105)是一个质量是太阳光9倍的黑洞和一颗质量是太阳光2倍的中子星;另一次(GW200115)是一个质量大概是太阳光6倍的黑洞和一个质量是太阳光1.5倍的中子星。而在2019年探测到的2个引力波事情(GW1900814和GW190426),尚不可以明确是由黑洞—中子星合拼造成的。

斯科特表明,精英团队以前捕获了很多涉及到2个黑洞碰撞和二颗中子星相碰的事情。如今,她们早已完成了“拼图图片的最终一块”,即初次确定观察到来源于黑洞和中子星碰撞的引力波。

科学研究工作人员说,她们的观察将有利于揭开宇宙空间中“最繁杂的秘密”,包含物质的构成、时间与空间的运行等。

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