什么叫黑洞(三分钟搞懂黑洞是什么?)

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欢迎所有天体爱好者来到这个“不归路”:一个引力强大到连光都无法逃脱的区域——黑洞。在这里感到困惑是很正常的,即使是爱因斯坦:即使他的广义相对论使这样的地方成为可能,但他最初认为这个概念是如此奇怪,以至于黑洞并不存在。

但没关系。我们的大脑花了几百万年才到达这里。已经准备好技术资源网看黑暗了。今天,边肖将为大家揭开黑洞的神秘面纱。

什么是黑洞?

文咏珊

这个问题一直困扰着许多天文学家。大多数天体爱好者相信爱因斯坦的相对论来解释它:黑洞是一个时间空区域,那里的引力如此之强,以至于任何东西,甚至光,都无法逃离它。

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黑洞的分类

文咏珊

根据质量和大小,黑洞分为四类:

1)恒星黑洞

当质量为太阳5至10倍的恒星因自身引力坍缩时,就形成了恒星黑洞。这是银河系中数量最多的黑洞。银河系中可能有几十个恒星黑洞。

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2)中等黑洞

中等黑洞的质量是太阳的102到105倍。

在我们的星系和其他星系中已经发明了几个中型黑洞。

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3)超大质量黑洞

这是有史以来发明的最大类型的黑洞。它们出现在巨大星系的中心。这些黑洞的质量是太阳的几十万到十亿倍。下面的超大质量黑洞来自梅西耶87星系。

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4)微型黑洞

又称微黑洞,是一种假设的小黑洞,量子力学效应在其中起着重要作用。这个假说是斯蒂芬·霍金在1971年提出的。进一步研究表明,一个微型黑洞的能量可能低至Tev(十亿电子伏),在大型强子对撞机中可以实现。

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黑洞辐射

文咏珊

其实黑洞基本不黑。它因热辐射而发光。热量的稳定释放导致黑洞失去质量,最终在一次壮观的爆炸中消失。一颗恒星消失在黑洞里,然后黑洞本身也消失了。

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黑洞是饥饿的野兽。

文咏珊

根据哲学家的说法,黑洞会吞噬所有太近、太慢或太小而无法抵抗其引力的物体。每一颗行星、恒星和气体都逃不出黑洞。

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黑洞不是永恒的。

文咏珊

量子效应表明,随着黑洞的辐射泄漏到宇宙中,黑洞最终会消失。一个黑洞完全消失所需要的时间比宇宙的年龄要大10倍以上。和爱因斯坦一样,霍金一开始也不相信自己的理论,但这是事实。

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黑洞在宇宙中随处可见。

谷雨

虽然没有一个黑洞近到可以把地球拖到最后,但是宇宙中的黑洞太多了,我们无法计算它们的数量。几乎每个星系——我们的银河系,以及从地球上可以看到的大约1000亿个其他星系——都显示出其中心有超大质量黑洞的迹象。星系越大,其中心黑洞的质量就越大。

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如何“死”在黑洞里

文咏珊

如果你掉进了黑洞,就别想活着了。来说说你是怎么死的吧。

重力会把你撕成碎片,推进黑洞核心吗?还是能源防火墙会忘记你?你的一些精华会从黑洞里冒出来吗?

如何在黑洞中死亡是物理学中最大的争论之一。

根据1915年爱因斯坦发表的广义相对论中的数学理论,你会毫发无损地落入视界,然后引力将你拉入一个节点,最终将你推入一个奇点——黑洞密度更高的核心。然而,Polchinski和他的团队将爱因斯坦的观点与量子论对抗的技术资源联网。量子理论认为视界是一个热的能量球,会把你的身体烧成碎片。这个理论被称为“防火墙悖论”。它是由唐纳德·马洛夫、艾哈迈德·阿尔梅利、詹姆斯·萨利和约瑟夫·波尔钦斯基等一群理论家在2021年3月提出的。

但是防火墙的存在会违背相对性原理,相对性原理规定了黑洞的存在,所以关于这个问题的讨论似乎陷入了瓶颈。

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黑洞是恒星的墓碑。

文咏珊

1967年7月2日,一个卫星网络记录到了来自Taitai 空的伽马射线爆炸,这是黑洞存在的最早迹象之一。科学家认为伽马射线爆发是死星的最后一口气,标志着恒星质量黑洞的诞生。

当大质量恒星耗尽燃料时,这种戏剧性的变化就开始了。

恒星开始坍缩,恒星外层向着太阳喷射空,但内层内爆,密度越来越大。恒星的核心会在自身引力下坍缩,极端情况下会形成黑洞。

理论上,如果任何质量减少到一定空,都有可能成为黑洞。把地球变成黑洞需要把它缩小到乒乓球大小。

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黑洞可以吞噬210亿个太阳。

文咏珊

2011年3月28日,天文学家探测到一个来自40亿光年外的星系中心的长伽马射线爆发。

这是人类第一次可以观察到吞噬恒星的休眠黑洞。不管黑洞吃什么——星星、驴子、手机——对黑洞来说都一样。物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒曾经说过,“黑洞没有头发。”这意味着黑洞只记得它晚餐的质量、自旋和电荷。黑洞吃得越多,就越长。

2011年,科学家发明了迄今为止最大的黑洞之一,距离地球超过3亿光年。它的重量足以吞噬210亿个太阳。我们想知道这个黑洞是两个黑洞合并的结果,还是吞噬了很多结果。科学家认为,一个黑洞不可能仅仅通过吞噬宇宙中的物质而变得如此巨大,因为宇宙还不够古老,所以一个黑洞不可能通过吞噬其他黑洞而变得非常非常大。

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