關於黑洞你真的知道嗎?

2020-12-05 騰訊網

今天給大家來講講黑洞。一個黑黑的洞。

1916年,一個叫卡爾 史瓦西的德國天文學家計算得出了一個愛因斯坦引力場方程的真空解。這個解表明了一個質點周圍存在一個視界,物質只要進入這個視界,就無法逃逸出去,會一直向這個質點的中心靠近,這就是黑洞。

那我們首先來弄明白逃逸這件事情。

假如你在地球上扔一個足球,不管你使出多大力氣,這個足球最終還是會落回地球表面的,因為足球會受到地球的引力作用。

假如你變成超人了,你的力量變得很大很大,那有沒有可能將這個足球扔出地球呢?答案是肯定的,像火箭發射衛星,衛星最後就脫離了地球表面,最後會繞著地球轉動。讀過高中的同學都知道,這就是第一宇宙速度,為7.9km/s,換句話說你手中的足球如果1秒鐘飛行7.9公裡,這個足球才有可能跑出地球表面。但是這並不意味著這個足球逃逸出了地球,因為它還是在繞著地球在轉動,並沒有完全擺脫地球對它的束縛。

那我們繼續加大力量,使這個足球變得更快,它不就可以徹底擺脫地球了嘛。是的,這就是第二宇宙速度,11.2km/s,如果球以大於11.2 km/s的速度飛行,它就會徹底擺脫地球的束縛,像斷了線的風箏,再也不回來了,這就是逃逸。

那麼反過來,你想逃出地球,地球肯定不想你逃出去,那麼地球就要想辦法了。首先我們要弄明白影響這個逃逸速度的因素是什麼。這個高中的同學都知道,就是地球的質量和半徑,地球的質量越大,逃逸速度越大,地球半徑越小,逃逸速度也越大。

那麼問題就來了,愛因斯坦說光是宇宙中速度最快的,就算你的力量再大,你扔出去的這個足球的速度也不可能超過光速的。那聰明的小夥伴應該知道地球想什麼辦法不讓這個足球逃逸出去了吧。對,就是加大自己的質量,減小自己的半徑,這樣逃逸速度就不再是11.2km/s了,逃逸速度將會變大,直到連光都逃逸不出去,光速為30萬km/s。要想達到這個數值,我們假設地球質量不變的情況下,地球要變小到桌球那麼大才有可能。

也正是因為光都出不來,所以才叫做黑洞,因為你看不見他,也無法直接觀測。黑洞雖然無法直接觀測,但可以藉由間接方式判斷它的存在。黑洞的引力極強,靠近他的物體都會被它吸進去,這些物體在吸進去之前因高熱而放出和γ射線的「邊緣訊息」,通過這種現象就可以判斷黑洞的存在。

2019年4月10日,全球六地(比利時布魯塞爾、智利聖地牙哥、中國上海和臺北、日本東京和美國華盛頓)召開全球新聞發布會,宣布人類首張黑洞照片即將在全球六地同步發布。北京時間10日晚9時許,包括中國在內,全球多地天文學家同步公布了黑洞「真容」。該黑洞位於室女座一個巨橢圓星系M87的中心,距離地球5500萬光年,質量約為太陽的65億倍。它的核心區域存在一個陰影,周圍環繞一個新月狀光環。愛因斯坦廣義相對論被證明在極端條件下仍然成立。不得不說老愛確實非常牛呀!

人類第一張黑洞圖

黑洞有個很奇妙的現象,我們的生活的世界是時光不能倒流,但是空間可以改變,比如你想到北京就去北京,想去上海就去上海,但是你不能回到昨天。但是在黑洞中,空間位置你是無法改變的,因為黑洞中心的強大引力,你只能被迫一直向黑洞中心靠近,但是你可以回到昨天,因為光在裡面無法出來,你可以看到以前發生的現象,這種說法也不知道對不對?

還有黑洞的盡頭是不是另一個宇宙,這些都不得而知。關於宇宙我們有太多的未知,人類社會的文明最終也必然將走向宇宙。關於黑洞,關於宇宙,小夥伴們還知道哪些呢?歡迎評論留言,這個神秘的宇宙空間還有多少未解之謎呀?

相關焦點

  • 細說黑洞概念的提出,關於黑洞你知道多少?真的不可思議
    大家好,我是本文的作者小百,歡迎閱讀我的文章,先送你一個麼麼噠~能關注我就送你兩個麼麼噠~黑洞的引力極其強大,就連光也會被它吞沒。那麼人們是如何發現既不釋放光,也不反射光的黑洞的呢?長久以來,科學家就是否存在黑洞的問題展開了激烈的爭論。宇宙中真的存在可以將光吞沒的黑洞嗎?
  • 關於黑洞,那些你不知道的事
    黑洞是中子星坍塌導致的,所以,如果一個超大質量的黑洞位於星系中心,那麼它還可能是由一顆中子星引起的嗎?如果是這樣的話,一顆中子星有多大才能造成黑洞?實際上有幾種不同的方法來形成黑洞。其中之一是問題中提到的可能性,足夠的物質可能堆積在中子星或其他物體上,導致它超過臨界質量並崩潰形成黑洞。
  • 你對黑洞真的理解嗎,或者說你真的知道什麼事黑洞嗎?
    其實對於黑洞,我們對它首當其衝的印象那就是吞噬,黑洞的存在似乎為了吞噬而生,這也是我們熟知的黑洞成長的過程,然而僅僅是吞噬就能夠達到如此的規模嗎?答案並非如此,最新研究表明黑洞的成長過程遠遠比我們想像要複雜!新的模擬顯示了黑洞不僅可以通過吞噬還壯大自己,還有合併,甚至兩者兼之。
  • 關於黑洞,你一定要知道的知識!
    人類歷史上第一張黑洞照片 今天我們就來跟大家一起聊聊關於黑洞,你一定要知道的知識。 黑洞會死亡嗎? 黑洞的誕生標誌著大質量恆星的死亡,但是黑洞是不是也會死亡呢?實際上確實很有可能,而黑洞的直接死因可能就是——霍金輻射。 在介紹霍金輻射之前,我們需要先聊一聊量子場論中的真空的概念。
  • 關於黑洞,你一定要知道的物理知識!
    人類歷史上第一張黑洞照片今天我們就來跟大家一起聊聊關於黑洞,你一定要知道的知識。黑洞誕生於恆星的死亡,但是難道只有恆星才能形成黑洞嗎?理論上說,確實不僅僅只有恆星才可以,雖然在介紹黑洞誕生的時候我們是用恆星的質量作為判斷依據,只有質量大於奧本海默極限的恆星才能變成黑洞,但是實際上是否可以變成黑洞的判定依據應該是密度,也就是能否把足夠大的質量壓縮進足夠小的空間。
  • 黑洞是什麼?你知道如何給孩子介紹嗎?
    ↑人類歷史上首張黑洞照片就在昨天,北京時間4月10日21點整,藉助偉大科技的力量,人類歷史上首張黑洞照片正式在全球發布。一直「活在傳說中」的黑洞終於露出了真面目!一時間關於黑洞的照片和介紹鋪天蓋地而來。那麼,這些關於黑洞的介紹你都看明白了嗎?你的孩子有沒有提出關於黑洞的問題呢?你想好怎麼回答了嗎?怎麼給孩子用最淺顯的語言講清楚?下面六句話或許能幫到你。1. 這是人類第一次直接看到黑洞的存在。2. 這張照片又雙叒叕一次地證明了愛因斯坦一百多年前提出的廣義相對論。3.
  • 關於黑洞,你可能不知道的十件事
    它們是黑色的,就像一個無底洞……啊,黑洞!現代天文學的魔主,宇宙中最令人顫慄的誘惑者,令人討厭的怪獸,物質世界最可怕的東西……但我們對它著迷,即使我們對它並不了解。我們本可以羅列出上百個關於黑洞的奇怪事情,不過本文僅提出十個關於黑洞的事實,有些讀者可能已經知曉其中的一些,但希望你們不是全知道,如果你真的全都知道,那麼請隨意留下體現您優越智慧的評論。
  • 知否|首張黑洞照片面世,關於黑洞你需要知道的27件事
    整理 | 平章 喬喬出品 | 網易科技《知否》欄目組(公眾號:tech_163)4月10日,人類歷史上第一張黑洞照片被公布。關於黑洞,我們有著太多太多的疑問。黑洞的形成和恆星的坍塌脫不了關係。中國古代就有記錄,某一天天空突然冒出了一顆特別亮的星星。後來我們才知道,那顆星星是因為「體重」超標,在自身重力的作用下自己塌陷了,同時伴隨著強烈的輻射,我們才看到它發出的很亮的光。2、對黑洞的研究始於何時?一百多年前,愛因斯坦提出廣義相對論,將時間和空間結合為一個四維的時空,並提出引力可視為時空的扭曲。
  • 你見過黑洞嗎?如果人類被吸入黑洞你知道會發生什麼嗎?
    自從愛因斯坦的廣義相對論預言了黑洞的存在,科學家就開始尋找黑洞之旅,直到霍金的出現,人們關於黑洞的研究才有了巨大的飛躍,霍金提出的奇點理論和霍金輻射都是解釋黑洞的基礎理論,宇宙中有無數的黑洞!不止質量不一樣,連大小也不一樣,而宇宙中巨大的黑洞被稱為超級黑洞,它的直徑與地球相當,質量卻是太陽的數十億倍,超級黑洞甚至可以吞噬宇宙中的任何星系,重點來了,如果你掉進黑洞會發生呢?如果你掉進了一個黑洞,你以為自己可能馬上就會死掉嗎?,事實上你的命運也不止這麼簡單!我們總會在某個時候遇到這個古老的問題! 一個人如果掉進黑洞後會發生什麼呢?
  • 關於黑洞你了解多少呢
    黑洞真的超出了我們人類的想像力了嗎?  首先,黑洞這個奇怪的名字是怎麼來的呢?同學們肯定感覺黑洞這個名詞非常的專業,非常的高大上,凡是大談黑洞的人,都給人一種天文達人的感覺,具有黑洞般的吸引力。其實呢,早在1783年,英國有一位名叫約翰米希爾的科學家,應該是一位牛頓的粉絲,鐵桿粉絲哦,因為他關注的黑洞雛形概念的時候,牛頓已經死去半個世紀了。作為牛粉,他一直思考牛頓萬有引力的極限問題。同學們還記得關於逃逸速度,那個經典的掛圖嗎?
  • 宇宙中最恐怖的天體黑洞,是真的黑嗎?
    關於宇宙,黑洞無疑是必將研究的物體,神秘無比,至今為止我們人類尚未真實觀測,據說NASA將要在近幾年觀測黑洞,但不知進程如何。讓我們了解下,黑洞是不是真的就是黑的?換句話說,吸積盤的最外層部分是無形的,但是當你向內移動,儘管黑洞本身不發射任何光線,但你會看到吸積盤開始發出昏暗的紅色在一些有限的半徑內,並還有橙色,黃色,白色,和最終藍色和紫色向內側移動,如果你能看到紫外線或X射線,那就會非常接近事件視界本身,所以即使一個沒有吞噬任何東西的黑洞也能被看到,多虧了這個圓盤!
  • TutorABC英語課堂:作為首批看見黑洞的人類,它的英文你知道嗎?
    首先我們要知道幾個關於黑洞的常見問題的答案:Q1:What are black holes? Most black holes are formed when stars collapse and die.
  • 關於黑洞,你想知道的十件事都在這了!
    這裡有十件有關黑洞的事可能是你想知道的: 至少需要10億年時間才能達到一個很大的體積,但總體上說我們不知道要花多久才會形成這樣的黑洞。
  • 什麼是「原生黑洞」?「原生黑洞」裡是否真的存在外星生物嗎?
    什麼是「原生黑洞」?「原生黑洞」裡是否真的存在外星生物嗎?其實關於「原生黑洞」的想法是在早期的時候有一些科學家提出的一種黑洞假說。在以前科學家們發現「原生黑洞」是在大爆炸期間誕生形成的。而且「原生黑洞」比一般的普通黑洞要小很多。
  • 太陽系真的有一個原始黑洞嗎?
    如果太陽系九號行星真的存在,這將是一項意義深遠的歷史性發現,它將重塑我們對圍繞太陽運行的行星系統的理解。那麼,如果它根本不是一顆行星,而是一個黑洞呢?在我們太陽系冰凍的腹地潛伏著某種巨大的東西,它似乎在拉扯著海王星軌道之外的微小世界。
  • 黑洞,真的如你想像的那樣嗎?看完這個也許你會有一點改變
    每當說到黑洞,我們總會有一種神秘的感覺,總覺得黑洞是那麼的深不可測。那麼,今天我們就來揭開黑洞的神秘面紗。但完全觀測不到這顆伴星,天文學家們就開始懷疑它是不是一個黑洞。這就可以說是人類第一次觀測到黑洞了。介於黑洞的這個名字,很多人都覺得黑洞是不是一個像洞一樣的東西呢?答案當然否定的,黑洞其實也是一個球形的天體。但為什麼我們平時看到的黑洞的圖片都會像一個洞口一樣,中間是暗的,而周圍又有一圈亮的呢?
  • 黑洞終於有了真實照片,那麼你可知道,黑洞也會消失嗎?
    黑洞終於有了真實照片,那麼你可知道,黑洞也會消失嗎?以前在網際網路上,我們只能根據數據看到天文愛好者和科學家繪製的黑洞圖片,但現在它有所不同,因為第一張真正的黑洞照片誕生了,事件視野望遠鏡由來自世界各地的天文望遠鏡組成,終於成功拍攝了第一張黑洞照片,並在世界六個地區舉行了新聞發布會,宣布這個突破性的天文領域進展,那麼你知道黑洞的知識嗎?
  • 宇宙中是否真的存在時光隧道?如果存在,是黑洞嗎?專家給出猜想
    宇宙中是否真的存在時光隧道?如果存在,是黑洞嗎?專家給出猜想引言:自人類有了文字進入文明時代後,人類就在不斷地進步當中,不管是從哪一個方面,都在世界上做出了卓越的成績。比如說黑洞。我們都知道黑洞是目前已知宇宙當中,最神秘且很可怕的一種天體。就是因為黑洞的存在就是滅亡的開始,黑洞最大的特性就是可以將一切它視界範圍內的物質都吞噬吸積掉,然後瞬間無影無蹤,就像什麼都沒發生過一樣。但是人類就是這樣,對於一件事情的執著,真的是令人佩服,就在今年上半年,人類首次拍攝到了黑洞的真面目,這也是人類歷史性的見證。
  • 關於黑洞的這5個問題,你是否被繞得迷惑不解?
    1.黑洞一般被認為是由一顆中子星自身坍縮開始成的,如此,若星系的中心是由一個超大質量的黑洞提供能量的話,那麼它仍是由中子星引起的嗎?如果是這樣,多大質量的中子星才能形成黑洞呢?實際上有幾種不同的方式能形成黑洞。
  • 人進入黑洞後真的會穿越時空嗎?真相也許並不像你想像的那麼美好
    首先在進入黑洞之前,需要挑一個足夠近的黑洞,因為以我們現在的科學技術,航天飛船遠沒有達到足夠的遠航能力。我們都知道現在所常用的宇宙空間基本長度單位是光年,光速是30萬公裡每秒,用這個速度走一年的距離叫光年。而迄今為止,我們人類觀察到的離地球最近的黑洞HR 6819也離我們有1000光年,位於金牛星座南部。