
两个黑洞即将合并成一个的图示。(图片来源:uux.cn/NASA/JPL加州理工学院)
(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(Paul Sutter):天文学家长期以来一直对超大质量黑洞感到困惑,这些黑洞似乎是在宇宙最早的时代完全形成的。现在,一篇新的论文表明,这些怪物黑洞可能是在大爆炸的黎明时作为微小的原始“种子”出现的
几乎所有星系的核心都有超大质量黑洞。它们的大小从太阳质量的10万倍到数十亿太阳质量不等。最令人惊讶的是,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的观测表明,这些巨星存在于宇宙黎明的边缘,就在大爆炸后的几亿年,就在第一批恒星和星系开始形成之后。
超大质量黑洞出现得如此之早的挑战是,我们只知道一种形成黑洞的方式:通过大质量恒星的死亡。恒星需要形成、生存、死亡和留下黑洞。然后,他们需要合并和积累新材料,以达到惊人的比例,所有这些都需要在极短的时间内完成。
这种不寻常的情况促使研究人员想出了快速构建巨型黑洞的聪明方法。在提交给《宇宙学与天体粒子物理学杂志》的一篇论文中,研究人员提出了一个激进的解决方案:这些巨大的黑洞可能诞生于令人难以置信的早期宇宙。
在20世纪70年代,斯蒂芬·霍金提出,宇宙可能在大爆炸的最初几分钟自然产生了大量的小黑洞。这些黑洞不会来自恒星的坍缩;相反,它们将直接从早期混沌波动中压缩到高密度的物质和能量中诞生。
霍金认为,这些可能像小行星一样小的黑洞会通过所谓的霍金辐射慢慢溶解,并在当今的宇宙中可见。几十年的调查没有发现这些原始黑洞的任何证据,所以我们知道,如果它们存在,它们一定只占宇宙中所有物质的一小部分。
但这已经足够了:研究人员发现,即使是一小部分原始黑洞也可以在1亿年内生长。如果这些黑洞发现自己处于最密集的物质集合中,它们可能已经积累了足够的物质,在JWST观测到它们的时代达到超大质量状态。
在这种情况下,巨大的黑洞——很可能甚至是银河系中心的黑洞——在第一批恒星和星系形成后不会生长,而是与它们平行生长。在宇宙黑暗时代,也就是星光照耀整个宇宙之前,它们将获得大部分质量。当第一批恒星点燃时,它们会与巨大的怪物共享宇宙。
在这个阶段,这个想法只是一个假设。研究人员建议,这种黑洞生长模型应该被纳入对第一批恒星和星系发展的模拟中,以了解这种情况的真实性。然后,他们可以将这些更真实的黑洞与观测结果进行比较,看看这是否解释了这个谜。
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古人是如何看待地球宇宙的,除了天圆地方还有什么
一提起古人对于宇宙的认识,我们的便会认为古人的宇宙观是“天圆地方”。其实这是一种刻板印象,古人对于宇宙的认识是非常先进与丰富的,甚至与西方近代以来的天文学相比也显得毫不逊色。 如果对中国古代的天文学有过基本了解,就会发现中国古代的天文学其实是非常发达的。查阅文献,我们发现中国古代的宇宙观主要有三种,即盖天说、浑天说和宣夜说。我们不妨一一走进这三种天体观,深入了解其对于天地的看法与古人的智慧。 图1 古代天圆地方之说 一、盖头说:天圆如张盖,地方如棋局 盖天说是汉民族一种非常古老的宇宙观,早在殷周时期就已经出现了。在古人的眼中,地球是一块平坦的、四方的土地,天空好比一个圆形的屋顶,覆盖着整个地球,即“天圆如张盖,地方如棋局。”这就是我们日常所说的“天圆地方”。古人认为天与地相接,融为一体。但随着时间的发展,后来又有人提出其实天与地其实并不相接,天虽然覆盖着地,但由于地是方的,故而有四个角是无法覆盖的,于是有人就认为,这四个角上有八根柱子支撑着整个天空。 盖天说系统见于《·天文志》,其中记载道:“言天似盖笠,地法覆盘,天地各中高外下。北极之下为天地之中,其地最高,而滂沲四。三光隐映,以为昼夜。天中高于外衡冬至日之所在六万里。北极下地高于外衡下地亦六万里,外衡高于北极下地二万里。天地隆高相从,日去地恒八万里。”按照该观点,天是一个穹形,地也是一个穹形,其中间距八万里。的著名哲学家认为“今试使一人把大炬火,夜行于平地,去人十里,火光灭矣;非灭也,远使然耳。今,日西转不复见,是火灭之类也。” 图2 王充(公元27年—约公元97年),字仲任 当然,盖天说自产生以来就是一个不断开放、不断发展的体系。“敕勒川,阴山下。天似穹庐笼盖四野。天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊。”对于这首北朝民歌,我们并不陌生,其中反映的就是盖天说的观点。从民歌中,我们可以看出其中反映的内容无疑是属于草原民族的日常生活。当我们来到草原,就会发现远天一色,天好比一个穹盖,地好比一个棋盘,整个天地连接在一起,融为一体。因此,产生这种盖天说的观点也就不足为奇了。 图3 浑天说示意图 二、浑天说:浑天如鸡子 浑天说的基本观点认为天上的恒星都布于一个“天球”之上,而日月星辰都附着于天球之上,不停的运转着。从这点来说,无疑与现代球体天文学相近。 那么,为什么叫浑天呢,以及这一观点对于天地的看法究竟是什么呢? 关于浑天说的描述,见于《张衡浑仪注》,其中记载“浑天如鸡子。天体圆如弹丸,地如鸡子中黄,孤居于天内,天大而地小。天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。天地各乘气而立,载水而浮。周天三百六十五度又四分度之一,又中分之,则半一百八十二度八分度之五覆地上,半绕地下,故二十八宿半见半隐。其两端谓之南北极。北极乃天之中也,在正北,出地上三十六度。然则北极上规径七十二度,常见不隐。南极天地之中也,在正南,入地三十六度。南规七十二度常伏不见。两极相去一百八十二度强半。天转如车毂之运也,周旋无端,其形浑浑,故曰浑天。” 图4 浑仪,是中国古代的一种天文观测仪器,是以浑天说为理论基础制造 相比于盖天说,浑天说无疑是更推进了一步,其认为天地并不是一个半球体,而是一个球体。这种观点认为天宇宙好比鸡蛋壳,而地球则是其中的蛋黄。最难能可贵之处在于,这种观点认为宇宙是无限的。正如张衡所说:“过此而往者,未之或知也。未之或知者,宇宙之谓也。宇之表无极,宙之端无穷。” 在我们今天看来,浑天说比盖天说更具有进步性,但古人认为这两种观点并无高下之分,而是各自持不同看法。不过,浑天说还是具有一定优越性的,那就是根据这种观点能够制造出一种天体仪器——浑天仪,古人根据浑天仪能够制作出较为精确的历法,对于祭祀与农业生产具有重大意义。 图5 张衡(78年—139年),字平子 三、宣夜说:天了无质 从前面两种天文观点来看,无论是盖天说还是浑天说,都将天体看成一个球体,即一种实体的观念。与这两种观念相比,宣夜说无疑是一场思想革命。宣夜说认为“日月众星,自然浮生于虚空之中,其行其止,皆须气焉。”即整个天体漂浮于气体之中。 其实,宣夜说的观点起源极早,如《庄子·逍遥游》认为“天之苍苍其正色邪?其远而无所至极邪?”即整个天地是由于气构成的,并且是无限的。后来的宋钘、尹文继承了庄子的元气观念,将世界万物的本源追溯到“元气”。后来的名家著名代表人物则提出中国哲学史上有名的“历物十事”,其中一个观点就是“至大无外,谓之大一;至小无内,谓之小一。”这种关于宇宙既无限大又无限小的观点成为宣夜说的思想奠基。 图6 古人对天文记录的石刻 宣夜说一直处于发展之中,最终成型于,如《晋书·天文志》记载“天了无质,仰而瞻之,高远无极,眼瞀精绝,故苍苍然也。譬之旁望远道之黄山而皆青,俯察千仞之深谷而窈黑,夫青非真色,而黑非有体也。日月众星,自然浮生虚空之中,其行其止皆须气焉。是以七曜或逝或住,或顺或逆,伏见无常,进退不同,由乎无所根系,故各异也。故辰极常居其所,而北斗不与众星西没也。摄提、填星皆东行,日行一度,月行十三度,迟疾任情,其无所系著可知矣。若缀附天体,不得尔也。” 这种观点认为,“天了无质”即天体是没有形质的,不是一个实体,而是无边无际的气。而日月星辰则依托于气体在宇宙中漂浮运行,各自遵循着自己的轨道,有规律、有秩序的不停运转。 图7 “日心说”(左)和“地心说”(右) 我们知道,西方天文学最为著名的两种观点即是地心说和日心说。 这两种观点都将天体看作一个坚硬的球体,其他的日月星辰都固定于这个球体之上。但宣夜说却否定了这种观点。宣夜说认为整个宇宙是无限的,充满着气体,世界是由气构成的,因此呈现出虚空的特点,所有的天体都漂浮于气体中,各自遵循着自己的轨道运行。这种思想与西方天文学相比毫不逊色,甚至是有过之而无不及。可惜这种观念在中国古代并没有引起多大重视,几近失传。我们今天能够了解这一观点,无疑是得益于《晋书·天文志》,得益于中国发达的史学传统。 随机文章清最后一位公主活到2004年临终前说出溥仪不敢说的话清朝最衰皇帝是他!「3大剧变」全遇上还埋下亡国种子关于明朝的东林党争佐助通灵外道魔像为何没出现,鸣人和佐助谁更厉害做梦是平行世界的记忆,做梦成为平行宇宙通道的钥匙(意识穿越)迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网,内容仅供娱乐,并不代表本站观点,如果本站内容侵犯了您的权益,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!