以95%的光速自轉(zhuǎn) 是怎樣的概念 為何天鵝座X-1的自轉(zhuǎn)能趨近光速

太陽能自轉(zhuǎn)，地球也能自轉(zhuǎn)，這事不稀奇。但是，我們有一個(gè)奇怪的成員在"自轉(zhuǎn)星體群"中，它叫做"黑洞"，而且它的自轉(zhuǎn)速度高達(dá)95%的光速。

1.天鵝座X-1：黑洞的首次發(fā)現(xiàn)

天鵝座X-1，也被稱為Cygnus X-1或Cyg X-1，位于天鵝座方向，是一個(gè)雙星系統(tǒng)，最早被認(rèn)為是黑洞的天體之一。這個(gè)黑洞是人類首次發(fā)現(xiàn)的黑洞，但確認(rèn)它為黑洞的身份卻歷經(jīng)多年。

天鵝座X-1首次被發(fā)現(xiàn)是在1964年，當(dāng)時(shí)一枚亞軌道火箭從新墨西哥州的白沙導(dǎo)彈基地發(fā)射。這次發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵是火箭上裝載的蓋革計(jì)數(shù)器，它可以探測(cè)到地球之外的X射線輻射。

X射線輻射通常源于高能量的爆發(fā)事件，因此它的存在常常表明附近存在高能天體。然而，當(dāng)時(shí)科學(xué)家無法確定X射線的具體來源。

2.黑洞身份的揭示

直到1971年，天文學(xué)家們開始深入研究，試圖確定X射線輻射的源頭。他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)X射線的光源是一顆體積幾乎比太陽大20倍的藍(lán)超巨星，編號(hào)為HDE 226868。

問題出現(xiàn)了，這顆藍(lán)超巨星本身不具備產(chǎn)生如此高能X射線的能力�？茖W(xué)家們推測(cè)，這顆藍(lán)超巨星可能并不是獨(dú)立存在的，而是一個(gè)雙星系統(tǒng)的一部分，與一個(gè)致密的伴星一起繞著同一個(gè)質(zhì)心運(yùn)動(dòng)。

他們推測(cè)這個(gè)伴星可能是一個(gè)質(zhì)量介于2.7到10倍太陽質(zhì)量之間的致密天體，可能是中子星或黑洞。當(dāng)時(shí)的設(shè)備無法確定伴星的真實(shí)身份。

這個(gè)不確定性導(dǎo)致了一個(gè)賭注，著名的理論物理學(xué)家史蒂芬·霍金和他的同事賽恩在賭上了黑洞的身份�；艚饒�(jiān)定地認(rèn)為這是一顆中子星，而史蒂芬·賽恩則認(rèn)為它是一個(gè)黑洞。

直到20世紀(jì)90年代末，科學(xué)家們終于確定了天鵝座X-1是一個(gè)黑洞。這個(gè)黑洞的質(zhì)量超過20太陽質(zhì)量，距離地球約7240光年，以95%的光速自轉(zhuǎn)，成為人類觀測(cè)到的質(zhì)量最大的黑洞之一。

3.黑洞自轉(zhuǎn)的原理

黑洞的自轉(zhuǎn)速度不是由質(zhì)量決定的，而是取決于恒星坍縮為黑洞之前的自身自轉(zhuǎn)速度。黑洞的自轉(zhuǎn)速度與其質(zhì)量無關(guān)，因?yàn)樽赞D(zhuǎn)速度取決于坍塌前恒星的角動(dòng)量守恒定律。

坍縮前的恒星通常具有自轉(zhuǎn)，隨著坍塌的進(jìn)行，其半徑逐漸減小，自轉(zhuǎn)速度逐漸提高。這是因?yàn)榻莿?dòng)量守恒定律要求在坍縮過程中自轉(zhuǎn)速度增加以保持角動(dòng)量的守恒。

因此，當(dāng)一個(gè)恒星坍縮成黑洞后，其自轉(zhuǎn)速度會(huì)迅速增加，最終趨近于光速。這并不是黑洞自身質(zhì)量導(dǎo)致的，而是由于角動(dòng)量守恒定律的影響。

4.黑洞的吸引力

黑洞的自轉(zhuǎn)速度與其吸引力之間沒有直接關(guān)系。黑洞的吸引力主要由其質(zhì)量和奇點(diǎn)的密度決定，與自轉(zhuǎn)速度無關(guān)。

黑洞的吸引力是由于其質(zhì)量造成的，它的質(zhì)量越大，吸引力越強(qiáng)。而黑洞的密度則與其質(zhì)量和大小有關(guān)，奇點(diǎn)的存在使得黑洞內(nèi)部的空間和時(shí)間都被扭曲，導(dǎo)致極強(qiáng)的引力場(chǎng)。

天鵝座X-1雖然以驚人的自轉(zhuǎn)速度自轉(zhuǎn)，但其吸引力主要取決于其質(zhì)量和奇點(diǎn)的密度，與自轉(zhuǎn)速度無關(guān)。

盡管天鵝座X-1以95%光速自轉(zhuǎn)，但這并不意味著它具有超乎尋常的吸引力。黑洞的自轉(zhuǎn)速度與其吸引力之間沒有直接聯(lián)系，黑洞的吸引力主要取決于其質(zhì)量和奇點(diǎn)的密度。未來，科學(xué)家們可能會(huì)繼續(xù)研究黑洞的自轉(zhuǎn)和吸引力之間的關(guān)系，以更深入地理解這一奇妙的宇宙現(xiàn)象。