科学探索|我们是如何计算出宇宙中有多少个黑洞的?( 二 )


第一种方法是密切关注黑洞的引力作用 。任何黑洞都会导致邻近的实体向它靠近,并环绕在黑洞周围,最终落入稠密的单向路径 。虽然这个方法听起来很简单,但并不实用,因为它在很大程度上需要依赖运气 。许多其他现象也会对恒星和行星产生类似的影响,因此这只是一种试验性的方法 。
第二种方法包括寻找可能的X射线信号 。当物质落入黑洞时,会聚集在一个密集的环状结构中,就在事件视界处 。在某些情况下,极高的能量会转化为辐射释放出来,使得寻找这些宇宙中的庞然大物成为可能 。
宇宙中有多少个黑洞?
黑洞的密度会随空间属性的变化而变化,比如星系的类型,以及星系中发现的恒星类型等等 。为了估计某个星系中黑洞的数量,我们需要对其中的尘埃和气体形成进行敏锐的观察 。相邻两个黑洞的行为很大程度上受到彼此引力的影响,这反过来限制了两个黑洞之间的距离 。
科学家估计,在可观测宇宙中,在我们能感知的范围内,大约有100万亿个黑洞 。这个数字看起来很大,但其中只有100到200个黑洞得到了准确定位 。
例如,科学家已经发现了超大质量黑洞和类星体如1ES 2344+514、天炉座A(Fornax A)的存在;HLX-1是目前已知光度最高的超亮X射线源,被认为是一个中等质量黑洞;此外,科学家还发现了GX 339-4/V821 Ara等恒星黑洞 。
除此之外,研究者还提出了黑洞系统的概念,它指的是在一定范围内存在不止一个黑洞 。这些系统具有独特的属性,要么来自于系统中最大的黑洞,要么是所有黑洞属性的综合结果 。
我们如何估计黑洞的数量?
想要估计宇宙中黑洞的近似数量,第一步是根据某些特征(比如与某个星系或恒星的靠近程度)来划分区域 。通过观察同一组属性,并将其应用于同一区域的不同点,就可以估算出平均的黑洞数量,这其中可以有10到20个黑洞的误差 。
下一步是寻找多个关键区域之间的相似性,并将黑洞归类为超新星、类星体等 。由于每一种类型的黑洞实体都具有非常截然不同的特征,因此在一定范围内找到更多相同类型的黑洞实体是可能的 。
【科学探索|我们是如何计算出宇宙中有多少个黑洞的?】关于黑洞的研究一直在不断扩展 。要理解黑洞所有的奥秘,可能需要许多人一生的时间 。这是一场艰难的冒险,但可以告诉我们更多关于宇宙未来和过去的信息 。或许只有时间才能证明科幻作品中所描绘的场景是否真实 。(任天)