黑洞,是目前為止科學家們發(fā)現(xiàn)的 最詭異最神秘的天體。在2019年之前,科學家對于黑洞的認知基本上都停留在理論上,是基于愛因斯坦廣義相對論的一種猜測,從來沒有探測到黑洞的存在。
直到三年前,科學家終于拍攝到了人類歷史上第一張黑洞照片,從而證明黑洞確實存在。
宇宙中最神秘最恐怖的天體,非黑洞莫屬。
黑洞,能吞噬一切靠近的物體,光也逃脫不了。一直以來,科學家一直試圖揭開黑洞神秘的面紗。在最新的理論圈量子理論中,科學家們認為,黑洞不僅僅是一個天體,更可能是時空通道,通往另一個時空,另一個宇宙,而被吞噬的物體被沒有消失,而是通過黑洞到達其他宇宙,那時候黑洞將會變成白洞。
白洞的性質(zhì)與黑洞相反,黑洞吞噬一切物體,而白洞則“只吐不吃”。
廣義相對論表明,我們所在的四維時空并不是絕對平坦,絕對不變的,而是相對的,具有彈性的。
任何有質(zhì)量的物體都可以扭曲時空,壓縮時空,大質(zhì)量天體尤為明顯。而當質(zhì)量大到一定程度,比如說黑洞,對時空扭曲程度如此之高,以至于連光都逃不出扭曲的時空,這就是黑洞之所以如此“黑”的原因,因為黑洞不發(fā)光,更不可能發(fā)光。
如果有遠處的光線經(jīng)過黑洞,就會受到黑洞扭曲時空的影響,沿著被扭曲的時空運動,就像衛(wèi)星圍繞地球運行那樣。一旦光線越過黑洞的事件視界,就會被黑洞無情地吞噬。
黑洞之所以如此詭異,不僅僅是它能吞噬一切靠近的物體,更是因為人們至今還無法用現(xiàn)有理論詮釋黑洞,因為一旦涉及黑洞,就會和量子力學發(fā)生矛盾。
傳統(tǒng)理論認為,黑洞的所有物質(zhì)都坍縮到無限小的奇點,但在量子力學中并不存在無限這種概念,當然也不存在無限小的東西。
黑洞,像恒星一樣,屬于宏觀上的物體,但它又牽扯到量子世界,因為黑洞中心的奇點不會是宏觀物體,而是量子世界的存在方式。
說白了,黑洞必須同時滿足微觀與宏觀世界的大自然法則。
還有一個更重要的基本原則:物體的信息不可能被摧毀,這涉及宇宙因果律和能量守恒定律。
但是,黑洞中心的奇點看起來摧毀了一切,這被稱為“黑洞信息悖論”,如果解決這個悖論呢?
有很多種解決方式,其中有一個就是把黑洞變?yōu)榘锥础?/p>
圈量子力學認為,無限小的奇點是不存在的,最小的物體體積最多小到普朗克體積,大約10的-99次方立方厘米。
接著科學家們又提出了黑洞是通往其他時空的隧道,而被黑洞吞噬的物體并沒有被摧毀,而是會通過時空隧道被噴出。
而由于黑洞的質(zhì)量和引力巨大,就會出現(xiàn)非常明顯的時間膨脹效應,如此一來,對于被黑洞吞噬的物體來講,在被黑洞吞噬的短暫瞬間,外面的宇宙可能過去了成千上萬年甚至更長時間!
2022-03-11
黑洞,是目前為止科學家們發(fā)現(xiàn)的 最詭異最神秘的天體。在2019年之前,科學家對于黑洞的認知基本上都停留在理論上,是基于愛因斯坦廣義相對論的一種猜測,從來沒有探測到黑洞的存在。 直到三年前,科學家終于拍攝到了人類歷史上第一張黑洞照片,從而證明黑洞確實存在。
黑洞,表現(xiàn)得并不像字面意思那樣,它并不是黑的,也不是“一個洞”。相反,黑洞周圍非常明亮,那是黑洞的吸積盤,中心部分由于連光線都逃脫不了,確實是黑的。黑洞其實也是一種天體,是恒星死亡后的“墳墓”,大質(zhì)量恒星死亡之后向內(nèi)坍縮最終形成了黑洞。
黑洞都有自己的事件視界,也就是以黑洞奇點為圓心,黑洞的史瓦西半徑為半徑的球面。一個天體的史瓦西半徑就是逃逸速度為光速時的半徑。
可以通俗這樣理解:一旦越過黑洞的事件視界,就永遠沒有回頭路,要想逃脫,只能以超光速飛行才行,但超光速是不現(xiàn)實的。
廣義相對論告訴我們,物質(zhì)可以造成時空的彎曲,事實上確實如此,科學家們早就證實了時空的彈性,就像彈簧床那樣。也就是說,物質(zhì)告訴時空如何彎曲,而時空告訴物質(zhì)如何運動。
質(zhì)量越大的天體對時空的彎曲程度越明顯,而黑洞這種奇異天體可以把時空彎曲到極限,任何物質(zhì)一旦進入黑洞彎曲的時空中,都無法逃脫。
一提到黑洞,我們就會想到黑洞吞噬物質(zhì)的畫面。實際上黑洞尤其是超大質(zhì)量黑洞周圍有很多天體,大部分都是恒星。但由于恒星運動速度很快,一般不會被黑洞吞噬。但如果由于碰撞等原因運動軌道發(fā)生改變,就可能被黑洞無情吞噬。
那么,被黑洞吞噬的物質(zhì)最終都去哪里了呢?總不會無緣無故地消失吧?
如今我們知道,雖然黑洞會不停地吞噬物體,但最終也會通過霍金輻射蒸發(fā)完畢。那么黑洞消失之后,被黑洞吞噬的物體哪里去了?
對于這個問題,科學家只能去猜測。
一種觀點認為,吞噬的物體以黑洞蒸發(fā)的形式消失了,因為在黑洞蒸發(fā)的過程中,不斷向外輻射能量,而能量和質(zhì)量本身就是一個東西。
還有一種猜測更加具有科幻色彩,認為不僅僅存在黑洞,還有更詭異的天體存在:白洞。白洞與黑洞的性質(zhì)相反,黑洞無情地吞噬物體,而白洞不斷地向外“吐”物體。更有一種觀點直接把黑洞白洞蟲洞當成一個整體,黑洞和白洞通過蟲洞連接,黑洞吞噬物體,然后穿越蟲洞之后,通過白洞出來,到達另一個世界,另一個宇宙。
不過,白洞的概念僅僅是一種假說,比黑洞更詭異的是它很難得到驗證。
或許,我們應該換個思維方式。事實上我們?nèi)耘f可以把黑洞看做是“恒星”,只不過是恒星的“尸體”罷了。從這點來看,被黑洞吞噬的物體(也就是被黑洞的引力吸引)自然會成為黑洞的一部分,就像地球通過引力把我們吸在地上一樣,我們就成了地球的一部分。
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