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世界上最诡异的黑洞
物理学家们目前正处于揭示黑洞新知识的黄金时代。自2015年以来,研究人员已经能够使用激光干涉仪引力波天文观测台(LIGO)直接从正在合并的黑洞中获取信号,同时视界望远镜(EHT)等观测站已经生成了第一张黑洞阴影的图像。
2020年,天文学家发现了这10个巨大的黑洞,其中一个很诡异,望远镜观察黑洞把一颗恒星“做成意大利面状”,当一个有质量的物体在一定距离内到达一个黑洞时,巨大的引力可以将该物体撕成长条状的碎片并且抛洒在四周。这个过程,俗称“意大利面花化”这个猛烈的事件,被平淡地称为2019qiz。
黑洞蒸发的产物
在斯蒂芬·霍金的科学生涯中,最伟大的思想就是改变了我们对黑洞的认知。“霍金辐射”证明了黑洞会蒸发,也证明了黑洞并非漆黑一片。
1974年,在黑洞熵概念的启发下,霍金将量子力学与相对论相结合,发现了黑洞会蒸发的秘密。1988年,在他那本具有里程碑意义的科普巨著《时间简史》中,霍金以一种通俗易懂的正反虚粒子对的概念,描述了一幅令人印象深刻的黑洞蒸发图景:
一对在黑洞事件视界附近产生的正反虚粒子,一个不小心掉进了黑洞,而另一个却成功逃逸,变成了一个实粒子,这就是我们现在所知道的“霍金辐射”的基本概念。
然而,这一图景却深深误导了我们几十年。虽然黑洞是在蒸发,但却不是霍金在《时间简史》中描述的那样。或许是为了配合当时人们的知识储备,霍金用了一个具象、易记的简化图景,科普了黑洞这一匪夷所思的性质,但如今是时候让我们来看看它真实的模样了。
三体涉及的所有天体物理知识
1.黑洞,黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。
黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出和γ射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。
2.引力波
在爱因斯坦的理论中,万有引力成了弯曲时空的效应。而如果我们从一个固定的时空出发,考虑时空对这个固定时空微小的偏离,爱因斯坦理论中出现了类似光子的东西,就是引力波。
引力波是爱因斯坦广义相对论的预言。引力波的存在说明引力传播速度也是有限的,在爱因斯坦理论里面就等于光速。自从希格斯粒子现身之后,引力波是现代物理学预言中唯一还没有被证实的预言,虽然存在间接的证据。
3.宇宙膨胀
黑洞是真实存在的,可以说宇宙中到处都是黑洞,从质量只有几个太阳质量的恒星级黑洞,到质量为太阳质量100至100000倍的中型黑洞,再到星系中心的黑洞,其质量高达10万至100亿个太阳质量。天文学家甚至猜测,所有星系的中心都是一个黑洞。
有一个简单的公式,黑洞的视界半径与质量成正比。根据这个公式,如果我们将太阳塞进半径大约为3000米的球体中,黑洞就会形成。如果要让地球成为黑洞,其直径或许不到1厘米。其实,不大可能存在质量比太阳还要小的黑洞,这是因为天体物理不允许小质量黑洞的形成。较小的恒星形成黑洞之前就会停止核反应,形成白矮星或中子星。当恒星的质量足够大,以至于中子之间的排斥力不足力抵抗万有引力时,黑洞才会形成,这样的黑洞通常不会小于三个太阳质量。
4.永恒暴涨论与多元宇宙
暴涨宇宙论的主要预言,已经被近20年的宇宙学观测——特别是微波背景辐射的观测所证实,也许在不久的将来就会被毫无异议地证实,例如这个理论所预言的宇宙最初一刻发出的引力波被观测到(2014年3月一个美国观测小组声称观测到了),提出这个理论的古斯的成就也许将被诺贝尔物理学奖所肯定。
5.降维打击
降维攻击,顾名思义,首先要降维。如三维空间的物体在二维空间中,物体自身微观粒子相互之间的作用力公式将发生变化,物体分子将不能保持现有的稳定状态,极可能发生解体,导致物体本身毁灭。降维打击就是将攻击目标本身所处的空间维度降低,致使目标无法在低维度的空间中生存从而毁灭目标。
黑洞有什么特殊的能力
黑洞的特殊的能力是吞噬,黑洞是引力最为强大的星体,也是最为恐怖的星体,它可以吞噬沿途的一切物质,由于黑洞引力强大,在黑洞周围的引力加速度超过了光速,所以连光都无法从黑洞的视界中逃出,因此黑洞没有辐射,也不能让我们所直接观察到
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