刚看到某新闻官方账号的一篇文章,韦伯望远镜最新发现可能颠覆99%的宇宙模型,里面提到,“根据科学家的说法,在其中一个星系中某一个恒星总重量可能是太阳的1000亿倍。”
(资料图片)
这也太耸人听闻了吧?稍有天文知识的朋友可能都知道,恒星质量怎么可能是太阳的1000亿倍,1000倍都早坍缩成黑洞了,这究竟是怎么回事呢?
我找到了《自然》杂志的原文,果然发现了问题。
去年7月,韦伯望远镜拍到了第一批高分辨率图像,科学家们在红外波段惊讶地发现,在宇宙大爆炸后5亿到7亿年间,竟然出现了6个巨大的星系,这完全颠覆了现有星系起源的理论。
星系究竟是如何起源的呢?虽然众说纷纭,没有定论,但一般认为,宇宙大爆炸后10^-36秒到10^-32秒之间,发生了尺度超过10^26倍的暴胀,导致微观时期的量子涨落被放大,成为宇宙结构成长的种子。
这意思大概就是,宇宙大爆炸后早期宇宙以辐射为主,分布应该是均匀的,本来应该就这样膨胀下去,不会形成什么星系恒星。但是暴胀将量子涨落放大后,导致了密度过高和过低的轻微波动,从而让物质可以在引力作用下,聚集起来形成星系。
如果这样的话,那么宇宙早期的星系就应该是很小的,经由不断碰撞,相互吞噬才慢慢变大,这也是现在较为普遍的认识。
然而韦伯望远镜的发现,却让科学家们大吃一惊,因为这些星系实在太大了,都在100亿倍太阳质量以上,其中一个更高达1000亿倍太阳质量,和我们的银河系一样多,但密度是银河系的30倍。
所以那个新闻里科学家们发现一颗1000亿倍太阳质量的恒星,你就知道是怎么回事了,大概是记者天文知识匮乏,或者是翻译的时候翻译错了。原文是星系中所有恒星的质量超过了1000亿倍太阳质量,而不是一颗恒星的质量超过1000亿倍太阳质量。
这样的恒星是永远不可能存在的,因为恒星耗尽燃料后,残骸质量超过太阳的3到4倍,就无可避免地会坍缩为黑洞。
而在宇宙早期阶段,可能会形成超过1000倍太阳质量的黑洞,从而成为现在星系中心超大质量黑洞的种子。一个观点是通过某种我们还不知道的机制形成的,另一个观点就是,由于那时宇宙尺度很小,可能有密度很大、质量很大的分子云直接坍缩成了黑洞,没有经历恒星燃烧的过程。
所以韦伯望远镜的这个发现是极为重要的,有可能颠覆我们对宇宙早期阶段的认知,才上天不到一年,就有如此惊人的发现,韦伯的100亿美元,可能已物有所值了。
另外在最近的宇宙研究中,可能还有一个颠覆认知的发现,那就是夏威夷大学马诺阿分校研究人员2月2日和15日,分别在《天体物理学杂志》、《天体物理学杂志快报》上发表的两篇论文表明,他们可能已经找到暗能量的来源了。
科学家们提出了一个宇宙学耦合的理论,认为黑洞的质量不仅受到它吞噬的恒星,以及它合并的任何其他黑洞的影响,还受到宇宙本身膨胀的影响。黑洞的中心不是奇点,黑洞内包含的是真空能量,宇宙中所有暗能量,都可以由黑洞产生的真空能量来解释。
这意思就是说,宇宙胀黑洞也胀,膨胀会带来能量,所以黑洞内部的暗能量也增长了,而爱因斯坦质能方程质量和能量是等价的,所以黑洞的质量也就增加了。
这个说法是不是和原来暗能量推动宇宙膨胀刚好相反了?一旦得到验证,我们对黑洞的现有认知就可能被彻底改写,没有奇点的黑洞还是黑洞吗?
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