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關於黑洞的十大詭異知識

黑洞是宇宙中最神秘、最詭異的東西之一。 科學研究為我們逐漸揭開其面紗, 以下是有關黑洞的十大知識。

黑洞品質差異極大

根據品質, 黑洞可被分為三類:

恒星級黑洞:燃料耗盡時, 恒星可能會坍縮成黑洞。 所有黑洞剛開始都很小, 然後隨著吞噬周圍物質而不斷增大。

超大品質黑洞:品質為太陽的幾十萬至幾十億倍。

仲介品質黑洞:品質超過恒星級黑洞, 但小於超大品質黑洞,

首次發現於2014年。 品質是太陽的幾百倍至幾十萬倍。

*原生黑洞:這是一種假說中的黑洞, 形成於宇宙大爆炸時。

理論上, 最小的黑洞可能僅為普朗克長度——1.6×10^-35米, 物理學的最小距離單位。 但若要證明這點, 我們得先證明引力量子論的存在。

黑洞幾乎隱形

沒有東西能夠逃脫黑洞的引力, 光也不例外, “黑洞”名副其實。 但這並不代表我們無法探測黑洞。 舉例而言, 天體物理學家能夠通過周圍被撕裂的恒星物質及能量流探測到黑洞。 氣體微粒在黑洞周圍形成漩渦, 並噴射出強大的X光。 此外, 科學家還可以觀察附近的恒星運動, 對黑洞進行探測。

黑洞絕不“空”

別被名字騙了。 所謂黑洞, 是極小體積內集中了極大品質。 因此, 黑洞的引力場非常強大, 以至於沒有東西能夠逃離。

銀河系中心有一個超大品質黑洞, 品質是太陽的四百萬倍

幾乎每個星系中心都有一個超大品質黑洞,

品質通常是太陽的幾百萬倍。 銀河系的超大品質黑洞位於人馬座A*, 距離太陽系2.6萬光年, 品質是太陽的四百萬倍。

黑洞概念早已存在

1967年, 普林斯頓物理學家約翰·惠勒發明了“黑洞”這個術語。 但早在此之前, 就已有科學家描述過大品質物體壓縮在小體積內的現象, 並對此進行了推論。

1915年, 愛因斯坦發表了廣義相對論, 而卡爾·史瓦西則用這些方程式證明了黑洞的存在。 之後, 他又推算出了施瓦茨席爾德半徑, 即物體坍縮成黑洞的閾限值。 理論上, 只要條件符合, 任何物體都可以變成黑洞。 地球若想成為黑洞, 需壓縮為半徑8.9毫米的球體;而太陽的施瓦茨席爾德半徑為3千米。

記住, 迄今為止, 我們沒有“發現”過任何黑洞。 嚴格說來,在科學領域中,我們只有“觀察”到某物,才能說“發現”了它。不過,關於黑洞的間接證據太多了,很少有天體物理學家能夠否認它的存在。

此外,早在約1790年代,英國的約翰·蜜雪兒和法國的皮埃爾-西蒙·拉普拉斯就各自提出了“暗星”的存在。他們計算了逃逸速度超過光速所需的品質和體積。但由於他們採用的是牛頓定律,因此計算結果並不對。

物體落入黑洞時,會在消失之前變成條狀

黑洞中心是引力奇點,這是一個一維的點,巨大品質被壓縮在無限小的空間裡。密度和引力變得無窮大,時空也變得無限彎曲。在這裡,物理學定律不再適用。接近奇點時,物體會變成條狀伸展開來。如果你落入黑洞,那麼由於光線彎曲,你將看到扭曲的畫面。最終,物體將完全失去維度,消失在奇點。

黑洞並不會吸東西

人們通常有一個誤解,認為黑洞像一個巨大的真空吸塵器。確實,黑洞能夠以極快的速率拉扯物體,但這完全是由於引力的作用。理論上,如果你將太陽替換成一個同等品質的黑洞,那麼太陽系內的所有東西都將照常運行。

黑洞能夠停止時間

假設你能夠安然無恙地身處黑洞並觀察周圍物體,那麼你將發現物體在通過事件視界時會減緩速度、凝固在時間裡,仿佛它們從未通過事件視界。這是由於時空扭曲,光到達你眼睛所需的時間變得無限長。隨著時間的推移,光波變得越來越長,光變得越來越暗淡,最終變成紅外輻射、無線電波,消失在視野裡。

黑洞可能是蟲洞

理論上,蟲洞是連接不同時空的隧道。有些物理學家認為,黑洞和蟲洞擁有不少共性。也許,黑洞就是蟲洞,蟲洞就是黑洞。

真是越來越詭異了。

黑洞可能會孵化出新宇宙

我們的宇宙或許誕生自一個黑洞,而宇宙中數以億計的黑洞或許又能夠各自孵化出它們的宇宙。上文曾提及,物理定律會在奇點失效。但有些物理學家推測,物理定律或許得以在新宇宙中“重生”。

嚴格說來,在科學領域中,我們只有“觀察”到某物,才能說“發現”了它。不過,關於黑洞的間接證據太多了,很少有天體物理學家能夠否認它的存在。

此外,早在約1790年代,英國的約翰·蜜雪兒和法國的皮埃爾-西蒙·拉普拉斯就各自提出了“暗星”的存在。他們計算了逃逸速度超過光速所需的品質和體積。但由於他們採用的是牛頓定律,因此計算結果並不對。

物體落入黑洞時,會在消失之前變成條狀

黑洞中心是引力奇點,這是一個一維的點,巨大品質被壓縮在無限小的空間裡。密度和引力變得無窮大,時空也變得無限彎曲。在這裡,物理學定律不再適用。接近奇點時,物體會變成條狀伸展開來。如果你落入黑洞,那麼由於光線彎曲,你將看到扭曲的畫面。最終,物體將完全失去維度,消失在奇點。

黑洞並不會吸東西

人們通常有一個誤解,認為黑洞像一個巨大的真空吸塵器。確實,黑洞能夠以極快的速率拉扯物體,但這完全是由於引力的作用。理論上,如果你將太陽替換成一個同等品質的黑洞,那麼太陽系內的所有東西都將照常運行。

黑洞能夠停止時間

假設你能夠安然無恙地身處黑洞並觀察周圍物體,那麼你將發現物體在通過事件視界時會減緩速度、凝固在時間裡,仿佛它們從未通過事件視界。這是由於時空扭曲,光到達你眼睛所需的時間變得無限長。隨著時間的推移,光波變得越來越長,光變得越來越暗淡,最終變成紅外輻射、無線電波,消失在視野裡。

黑洞可能是蟲洞

理論上,蟲洞是連接不同時空的隧道。有些物理學家認為,黑洞和蟲洞擁有不少共性。也許,黑洞就是蟲洞,蟲洞就是黑洞。

真是越來越詭異了。

黑洞可能會孵化出新宇宙

我們的宇宙或許誕生自一個黑洞,而宇宙中數以億計的黑洞或許又能夠各自孵化出它們的宇宙。上文曾提及,物理定律會在奇點失效。但有些物理學家推測,物理定律或許得以在新宇宙中“重生”。

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