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你是否仍然对黑洞感到疑惑,这里的五个黑洞问题对你或许有帮助

时间:2020-03-23 14:16:47 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读

问题1:黑洞碰撞后会融合吗?撞击会发出x光还是伽玛射线?

答:两个黑洞碰撞后,毫无疑问会产生一个更大的黑洞。这个过程不发射X射线、伽马射线或电磁波,但它会发射大量引力波信息。为了理解黑洞产生引力波的原理,我们可以引用爱因斯坦描述引力场的经典模型:时空被比作一块扁平的橡胶。

当我们把一个优质物体(如保龄球)放在这块橡胶上时,“橡胶”会弯曲变形。当几个高质量的物体在一个区域内相对移动时,就会形成一些“凹槽”。随着物体的移动,这些凹槽会变成一系列向外扩散的“波纹”。这些在空间和时间中传播的“涟漪”是引力波。我们可以相信,在不久的将来,越来越多的先进仪器和设备将使我们对引力波有更深的了解。

问题2:黑洞的逃逸速度大于光速,那么能量守恒能解释物体在黑洞的加速下会超过光速吗?这的确是一个大胆的想法。落入黑洞视界的物体似乎被加速到超过光速。这里我们认为,当一个物体落入黑洞时,有类似于“摩擦力”或“极限速度因子”的东西会影响运动状态。

,像其他与相对论有关的问题一样,物体速度的任何测量都受测量方法的影响。在这个问题上,我们需要首先讨论如何进行这种测量。让我给你举个小例子

你可以试着做一个实验,手里拿着一个篮球,伸出你的手用你的头保持篮球水平,然后放手接下来会发生什么?显然,当篮球接触地面时,它会以一定的速度下落。接下来,站在桌子上,保持同样的姿势,跳下桌子时放开。这一次你会看到篮球在短时间内保持相对静止。当然,从其他人的角度来看,篮球仍然在打。

因此,可以看出运动的测量结果会随着测量方法的变化而变化,而观察到的速度会随着测量者的运动状态而变化。尽管这个简单的物理现象似乎与黑洞没有任何关系,让我们来看看我们大胆的想法。我们现在把这个实验移到黑洞的一边放手,让篮球坠入黑洞,如何测量其轨迹上任何一点的速度?此时,测量器的运动状态非常重要。当测量器相对于黑洞静止时,篮球会以一定的速度下落。如果测量员和篮球一起掉进黑洞,情况就会不同。

从这个角度来看,如果测量器和黑洞保持相对静止,篮球开始从远离黑洞的地方移动,并且当篮球经过测量器时可以测量移动速度当测量员的位置逐渐接近地平线的边缘时,篮球的速度将接近光速。根据这一推断,我们可以得出结论,当我们在黑洞的视界内时,篮球的速度将超过光速。然而,事情并不像看上去那么简单。为了在黑洞之外保持相对静止,观察者必须找到抵抗黑洞引力的方法,正如我们也需要抵抗地球引力一样。让我们用一根结实的绳子和钩子把观察者绑在黑洞外面的某个地方。随着离黑洞的距离越来越近,黑洞的引力逐渐增大,理论上视界边缘将达到无穷大。这时,将没有绳子或火箭可以拉动观察者,他将不可避免地落入地平线半径。

在此基础上,我们可以知道当观察者落入黑洞时测得的篮球运动速度将小于当观察者静止时测得的篮球运动速度,我们认为即使在视界半径内也是如此。因此,可以测量的速度将小于光速,并且永远达不到,即使它只有一点点接近。相反,这个例子实际上表达了“没有办法测量一个运动速度超过光速的物体的速度”。这只能表明这个理论在黑洞内外都是有效的。但是我认为没有人愿意亲自验证这个实验的真实性问题3:许多教室内外的人都在问“宇宙的边界在哪里”,但我不会问这个问题根据我所了解的,我们可以把宇宙的结构看作一层薄膜。在学习了黑洞的知识后,我可以理解为宇宙的结构在这里扭曲,然后“流入”黑洞。所以我想问的是,这些“宇宙膜”从哪里来,流入黑洞后会从其他地方“吐出”,就像地球的板块构造运动一样,以确保“宇宙结构”的总量不变,还是有一天所有的东西都会被吸进黑洞?或者这些结构会去别的地方吗?这是一个好问题,尽管我不能给出一个完全令人满意的答案。“空间和时间的结构是从哪里来的”和“大爆炸前的宇宙是什么样的”以及“空间和时间随着宇宙无限膨胀后会发生什么”的问题本质上非常相似,我们也没有一个明确的答案。许多理论似乎是可能的。例如,一些理论认为时间始于大爆炸。随着时间的推移,构成宇宙的空间和时间正在扩大。尽管宇宙在一些不可抗拒的因素的影响下一直在膨胀,我不认为宇宙的这些基本组成部分,即“时空结构”,会被耗尽。

,当然,我同意你用构造板块理论来理解空间结构的想法。同时,我不否认将来可能会提出这样一个理论模型。也许你会成为研究团队的一员!问题4:我上天文学课时,突然想到了这个问题。如果黑洞吸入物质,包括质子、电子和光子,那么黑洞奇点的质量会增加吗?

答:黑洞让每个天文学家都充满了探索的欲望,因为在这个领域有很多人会问问题,但真正能回答问题的人并不多。

回到正题,这个问题的答案是:是的,黑洞的总质量/总能量随着黑洞继续吸入物质而不断增加,这就是我们所说的“吸积过程”根据爱因斯坦著名的方程E=Mc2,我们可以知道质量和能量实际上是同一事物的两个表达式。因此,吸积过程中捕获的物质将带来黑洞所拥有的能量。实际上,一些能量会以光子的形式逃逸,另一些会产生“相对论性喷流”,第二种能量会在接下来的天文学课上学到。剩余的可以穿过地平线半径的物质将完全转化为黑洞本身的质量/能量。由于质量和能量的等效性,当黑洞捕获电磁辐射时,也会发生同样的过程。我们通常倾向于认为物质粒子有质量,光子有能量,这是分开考虑的。然而,对于黑洞来说,它们之间没有区别。它们都将在吸积过程中转化为黑洞的质量/能量增量,即奇点的质量/能量增量有趣的是,我们用来证明这一理论的方法令人惊讶地直观——通过测量黑洞的有效大小,也就是视界的半径,当黑洞通过吸积吸收物质时,通常意味着它的视界半径会增加,质量也会相应增加。我在这里说“一般”,是因为根据情况,物质也应该分为两种情况,即相同的旋转方向和黑洞相反的旋转方向。当进入方向与自旋方向相反时,情况非常复杂,这里不再讨论。当

与自旋方向相同时,黑洞的质量确实在增加,由黑洞引起的时空扭曲将变得更强。我希望我的回答对你有所帮助。问题5:我知道已知速度最快的光无法逃离黑洞。为什么重力可以从黑洞中释放出来?黑洞是如何吸收光的?光是能量还是质量的问题?你在这个问题上迈出了正确的一步。无论是光还是其他形式的质量和能量都无法从黑洞中逃脱。但是现在的问题在于重力和引力波。

首先请允许我谈谈重力。重力是任何有质量的物体对其周围空间的影响。它可以通过引力波在太空中传播。重力通过引力波在空间中传播,并表现为有质量的物体之间的相互吸引。它类似于电磁波,即光子,引力波只有能量,没有质量。引力波能从黑洞逃逸的原因是它们实际上是在黑洞外产生的。例如,当一块石头掉进水里,我们可以看到水面上的波纹。这块石头不会发出波纹。波纹的产生、传播和消失都是在水中完成的。引力波的产生也是如此。我们不能简单地理解黑洞正在“发射”引力波。

既然我们已经知道重力是有质量的物体之间的相互吸引,为什么没有质量只有能量或光子的电磁波会被黑洞捕获?从传统物理学中,我们可以知道,逃离黑洞的引力需要物质有足够大的速度,而不是足够小的质量,即使质量为零。光子的速度就是光速。当它接近黑洞时,逃逸速度甚至超过光速,这意味着即使光子也无法逃离黑洞的引力场。这种光无法逃脱的极限距离通常被称为“地平线半径”质量为

的物体将更容易被黑洞捕获,因为相对论效应无法达到光速。质量越大,达到相同速度所需的能量就越大。因此,人们普遍认为质量小的物体更容易从黑洞的引力场中逃脱。我们可以在科幻小说中想象自己。为了逃离黑洞的引力场,我们必须在宇宙飞船耗尽燃料之前尽可能加速。速度越快,飞船越轻,你生存的机会就越大。

,当然,这只是黑洞知识的冰山一角,还有更多有待发现!

参考

1。维基百科全书

2。天文术语

FY:120毫米M256

评论:astron

作者:Tamara Bogdanovic

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