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烧脑时刻!关于黑洞的这5个问题,你是否被绕得迷惑不解?

时间:2020-05-22 11:19:34 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读

1.黑洞通常被认为是由中子星本身的坍缩形成的。那么,如果星系的中心是由一个超大质量的黑洞提供能量,那么它仍然是由一颗中子星引起的吗?如果是这样,什么质量的中子星能形成黑洞?

事实上,有几种不同的方式来形成黑洞。你提到的一种可能性是,足够多的物质聚集在中子星或其他物体上,导致它坍缩到某个临界质量以上,形成黑洞。当恒星死亡时(在“超新星”爆炸中),或者当两个或两个以上的物体(恒星、中子星或黑洞)相互环绕并最终碰撞时,或者在宇宙早期的其他机制中,黑洞也可以形成。

天文学家并不确定超大质量黑洞是如何形成的。然而,它不是由一颗巨大的中子星坍缩形成的...如果中子星大于某一特定大小,它就不可能存在——它会坍缩形成一个黑洞。它变成的黑洞比超大质量的黑洞小得多。然而,超大质量黑洞起初可能非常小。随着时间的推移,其他恒星和气体与黑洞结合,使它变得更大,直到它成为我们现在正在观察的巨大黑洞。

2.有黑洞吸吮自己的例子吗?这可能吗?

黑洞不能吸收自己,但它们可以吸收其他黑洞(以及气体、尘埃和恒星)。当一个黑洞吞噬另一个黑洞(或其他任何东西)时,它变得更大。这是产生质量比太阳大数百万倍的超大质量黑洞的方法之一。这样的黑洞通常在星系中心发现。此外,黑洞的合并将产生“引力波”,即空从黑洞向外扩散的波纹。这些引力波可以在地球上被观察到(至少在原则上,足够灵敏的测量它们才刚刚开始)。

我想知道物质被吸进黑洞后去了哪里。另外,白洞材料是从哪里来的?这些之间有什么联系吗?

任何在黑洞表面消失的物质都会使黑洞变大。在黑洞的表面,物质可能不断地向黑洞中心下落。我们真的不知道当它到达中心时会发生什么。几年前,人们认为到达黑洞中心的物质可能会被抛出“白洞”并重新出现在宇宙的其他地方。目前,没有强有力的证据证明白洞的存在。他们可能不存在。

有一个白色的洞吗?

感谢你提出关于黑洞的有趣问题。正如你在问题中提到的,黑洞的引力如此之大,任何离它太近的东西都无法逃脱。“黑洞表面”是离黑洞最近的地方,仍然可以逃逸(但是当你接近黑洞表面时,逃逸变得更加困难)。如果你到达表面或穿过表面,你就无法逃脱——即使你以光速行进(这是可能的最高速度)。

因为没有什么能从黑洞表面逃脱,我们永远看不到里面发生了什么——这是一种“宇宙审查”。如果你不幸掉进了一个非常大的黑洞,你可能很容易漂浮在黑洞的表面(尽管不可能返回),然后你会发现自己正朝着中心“奇点”坠落。当你接近奇点时,强大的引力会像意大利面条一样把你拉过来,当你到达奇点时,你会被压碎。不幸的是,我们所知的物理定律不适用于奇点(当所有东西都被挤压成一个点时)。有许多正在进行的研究,试图找到一种新的引力理论来解释奇点发生了什么。

然而,如果黑洞在旋转,事情可能不会那么糟糕。一种理论认为,一个旋转的黑洞在其中心可能有一个爱因斯坦-罗森桥(有点像隧道),从黑洞中心通向另一个宇宙的“白洞”中心因此,在一艘非常强大的宇宙飞船的帮助下,你也许能够进入一个黑洞,然后从另一个宇宙的一个白洞中出来。“白洞”和黑洞是相反的,没有“黑洞表面”,所以你可以看到中心奇点——我们可以看到一些我们的物理理论无法解释的东西。如果它们确实存在,白洞应该很容易被发现,但它们从未被发现。大多数物理学家认为白洞不存在,落入黑洞的物体在奇点处被压扁,使得黑洞变得更大。

5.我一直想知道的一个问题是,如果两个黑洞或中子星靠得很近,会发生什么。

如果两个黑洞互相环绕(可能是因为它们的起源恒星互相环绕),它们会逐渐螺旋靠近,直到合并。这个原因与广义相对论有关。在广义相对论中,我们把时间空想象成没有任何质量的扁平橡胶。如果你增加一个质量,那么时间空会扭曲,就像如果你增加一个保龄球,橡胶片会下垂。现在想象你有两个保龄球在附近,互相环绕。它们会在床单上产生波纹带走能量,而保龄球会逐渐靠近直到它们碰撞。类似地,两个黑洞(或任何其他两个质量)绕着彼此旋转,会在时间空时产生波纹,这被称为引力波。这些波纹带走了能量,导致黑洞越来越近,直到它们撞击。

结果如何?一个大黑洞!黑洞可以以这种方式合并,但它们永远不会分裂。目前,已经存在或计划使用几种仪器来寻找空波纹的迹象。这些粒子非常小,但是可以被探测到。

出于同样的原因,两颗相互环绕的中子星将会螺旋靠近。然而,因为中子星有表面,当它们碰撞时,它们可能产生的不仅仅是重力辐射。事实上,一些人认为这会产生伽马射线中可以看到的辐射。两颗中子星合并后,残留物的质量可能太大,无法以中子星的形式存在,然后坍缩成黑洞。

科尔·米勒

FY: kayan

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