黑洞在進食過程中,部分粒子被奇怪「負能量」推動,以光速逃離!

2021-01-15 徐紅微

黑洞在進食過程中,部分粒子被奇怪「負能量」推動,以光速逃離!在宇宙中,除了需要生命來吃,地球經常吞下小物體,宇宙中最神秘的黑洞也不例外。遙遠的黑洞怎麼吃?這個過程一定很精彩,甚至是驚天動地的。不幸的是,我們根本看不到這個過程,而且很難被儀器捕獲。

然而現在,科學家們已經用計算機模擬了黑洞的供料過程,並為此發展了兩種理論。第一種理論認為,當黑洞在活躍地進食時,我們可能會觀察到一些神秘的現象。兩個極強的等離子體粒子以接近光速的速度從黑洞的兩極發射出來。這些粒子似乎攜帶著「負能量」,從黑洞中提取能量,並將其重新定向到極點,然後將其逐出。

計算機模擬描述了一個粒子如何利用黑洞磁場從其旋轉中提取能量。模擬結果表明,隨著吸積盤中的物質越來越靠近黑洞,吸積盤中的物質越來越被磁化並產生磁場。在磁場中,黑洞充當一個旋轉的導體,感應兩極和赤道之間的電壓,從而使粒子噴射出兩極。

另一種理論被稱為彭羅斯過程,它依賴於動量守恆而不是磁力。該理論認為,旋轉能量不位於黑洞內部,而是位於黑洞外部一個稱為麥角球的區域,該區域與黑洞極點的邊緣接觸。彭羅斯指出,如果一個物體在這個區域分裂,一半衝向黑洞,另一半沿著極點被拋出,產生「負能量」。

物質是如何落入黑洞的,從旋轉中吸收「負能量」,然後從兩極噴發出來的?勞倫斯伯克利國家實驗室的理論物理學家凱爾帕弗裡說,這已經成為科學家們的一個長期問題。在黑洞的強大引力場的存在下,研究小組設計了無碰撞等離子體的模擬,這也解釋了電場中電子的產生。

科學家帕弗雷認為,如果你恰好在黑洞邊緣的一個粒子旁邊,你可能不會看到任何奇怪的東西。但對於一個遙遠的觀察者來說,這些粒子似乎具有「負能量」。科學家就是這樣解釋的,這似乎有點超自然。

相關焦點

  • 負能量的粒子可以逃脫黑洞,並且會導致黑洞的質量減少?
    作者:文/石蘭在宇宙的探索中有很多謎團等著我們去揭開它神秘的面紗,黑洞便是其中之一。在之前的認知中,黑洞一直被視為一個神秘而強大的存在,它有極強的引力,哪怕是光線都無法逃脫。科學家們通過超級計算機模擬了視覺化的展現結果,觀察到了黑洞事件視界附近正電子的表現特徵。
  • 逃離黑洞!物理科學家們用超級粒子加速器,模擬展現罕見神奇一幕
    犀利的引力作用下,哪怕是光也無法逃離,所以任何物體一旦靠近事件視界時,等待它們的命運只有一個結局——被吞噬、撕裂化為粒子,然後消失在黑洞深淵中……但這些年來,一些科學家嘗試打破這個鐵律,試圖從貪婪的黑洞嘴裡奪食。他們希望借鑑於粒子加速的原理,在旋轉的黑洞能量中,讓一些接近光速的等離子體,在對撞的過程中,獲得逃離黑洞的機會,並從黑洞強大的引力場中竊取能量!
  • 超級計算機模擬:解開粒子從黑洞中逃脫之謎
    黑洞的引力強大到連光線都無法逃脫。但假如是亞原子粒子的話,還是有一種方法可以從黑洞中逃脫的。黑洞在吞噬周圍物質的同時,還會噴吐出熾熱的、由電子和正電子構成的強大等離子噴流。而就在這些「幸運兒」抵達事件視界的一瞬間,它們會開始加速運行,達到接近光速的程度,最終像炮彈一般衝出事件視界,沿著黑洞自轉軸旋轉著向外飛去。
  • 超級計算機模擬或能解開粒子從黑洞中逃脫之謎
    北京時間2月19日消息,據國外媒體報導,黑洞的引力強大到連光線都無法逃脫。但假如是亞原子粒子的話,還是有一種方法可以從黑洞中逃脫的。
  • 我們可以利用黑洞中的能量嗎?
    「我們的理論表明,當磁場線以正確的方式斷開和重新連接時,它們可以將等離子體粒子加速為負能量,並且可以提取出大量的黑洞能量。」這一發現可以使天文學家更好地估計黑洞的自旋、驅動黑洞的能量排放,甚至可以為先進文明的需求提供能量來源。研究人員在重新連接磁場使等離子體粒子在兩個不同方向上加速的前提下,建立了他們的理論。
  • 引力為什麼要以光速傳播?那它為何能逃離黑洞?
    我們知道引力以光速運動;如果是這樣的話,那麼黑洞的影響如何能延伸到事件視界之外呢?也就是說,引力是怎樣逃離黑洞的?如果說引力以不同於光的方式『移動』,那它為什麼會以同樣的速度傳播呢?其實這個問題很簡單,只是有些概念搞混了。
  • 曲率引擎可超越光速,但還差一樣最關鍵的東西!
    我們都知道,光速是宇宙間最快的速度,因此我們的速度永遠都不能超過光。恆星實在是遙不可及,如果不能找到超越光速的方式,我們人類或許只能被囚禁在太陽系中。然而,科學家已經找到了超越光速的方法,或許能夠幫助我們逃離宇宙牢籠,去造訪遙遠的群星。
  • 粒子加速器中產生的微型黑洞會吞食掉整個地球嗎?
    引力場方程,k為牛頓引力常,c為光速球對稱的靜態黑洞在史瓦西模型中,視界以內包括視界上的任何粒子(包括光子)都是不可能逃離視界的。,終於也在天文觀測中證實了黑洞的存在。一是微型黑洞產生於宇宙大爆炸的初期,在大爆炸後的不到一秒之內,極高密度的質量壓縮產生了宇宙中最初的一批微型黑洞。二是在大型強子對撞機(LHC)中,當粒子以接近光速的速度碰撞時,可能產生微型黑洞,這種可能出現於粒子對撞機中的黑洞也被稱為人工黑洞。有不少物理學家就很擔心這樣一個問題。假如在LHC中出現了一個微型黑洞,整個地球是否會被吞食?
  • 人類能不能利用黑洞達到光速?
    如果我們把這個問題改為,人類能否利用黑洞達到接近光速的速度?那麼答案是:能。  首先,如果一艘飛船一頭扎向黑洞,那麼當飛船接近黑洞表面(視界)的時候,它的重力勢能就完全轉換為動能了,此時它的速度就接近光速了。但我想這不是我們希望看到的,因為即使飛船和太空人沒有被黑洞的潮汐力撕碎,飛船進入黑洞之後也會一頭扎向黑洞中心的奇點,非常悲壯地結束整個故事。
  • 粒子射流能被黑洞加速到光速之上?
    利用美國國家航空航天局(NASA)的錢德拉X射線太空望遠鏡,天文學家得以看到梅西耶87(M87)星系中著名的巨型黑洞正在將粒子以接近兩倍光速的速度噴射出來。通過對梅西耶87星系中心巨大暗天體的觀測,事件視界望遠鏡在去年四月發布了史上第一張黑洞的照片。這個黑洞的質量約為太陽的65億倍,與地球距離大約5500萬光年。
  • 在光子晶片上模擬黑洞邊緣:從粒子加速到霍金輻射 | NSR
    由於技術的限制,人類目前仍然無法到達黑洞附近,直接觀測黑洞邊緣(黑洞視界附近)的粒子行為。那麼,能否在實驗室中模擬黑洞邊緣呢?近年來,基於廣義相對論中彎曲時空的度規與光學介質中電磁參數之間的等價性,物理學界發展了變換光學的方法來模擬引力場彎曲時空,從而在實驗上檢驗和演示各種彎曲時空中光子態的演化特性。
  • 一項奇怪的新研究表明:黑洞最終將會完全蒸發消失!
    粒子對黑洞可以產生非常大的引力,甚至以光速運動的光子也無法逃脫。雖然太空真空通常被認為是空的,但量子力學的不確定性表明,真空中其實充滿了虛粒子,它們以物質-反物質對的形式出現和消失(反物質粒子的質量與它們對應的物質粒子相同,但電荷相反。)正常情況下,當一對虛粒子出現後,它們會立即相互湮滅。
  • 我們能否利用黑洞的能量,解決能源問題
    諾貝爾物理學獎的獲得者羅傑 · 彭羅斯 (Roger Penrose)提出理論稱,粒子衰變可從黑洞中吸收能量。著名科學家史蒂芬 · 霍金 (Stephen Hawking)稱,黑洞能通過量子力學釋放能量。科學家羅傑 · 布蘭德福德 (Roger Blandford)和羅曼 · 茲那傑克 (Roman Znajek)認為,電磁扭矩是提取黑洞能量的主要方式。
  • 黑洞成為大型粒子加速器的可行性
    黑洞是強大的純重力引擎,能夠強烈地拉動物體,使它們無法逃脫。當這些物體接近視界時,它們被加速到令人難以置信的速度。現在,一些物理學家建議利用黑洞的引力來製造兇猛的粒子加速器。新的研究發現,訣竅在於精心設置一切,這樣粒子就不會永遠消失在貪得無厭的黑洞中。
  • 宇宙中的黑洞吞噬的星球,都去哪裡了?
    經過科學家們的研究發現,無論是第一宇宙速度還是第二宇宙速度都與天體自身的質量有關,換句話來說,其物體的質量越大,那麼它所需的速度就越大,因此我們可以說黑洞所需要的速度比第二宇宙速度還要高,甚至還要高於光速,這也就會使得任何低於或者等於光速的東西都會被黑洞吸進去,無法逃逸。
  • 我們能利用黑洞的能量嗎?或可解決能源問題
    這聽起來有一定的科幻色彩,但愛因斯坦在廣義相對論就有一個引人注目的預言——旋轉的黑洞擁有大量可利用的能量。過去50年裡,科學家一直努力試圖獲得黑洞能量。諾貝爾物理學獎的獲得者羅傑·彭羅斯(Roger Penrose)提出理論稱,粒子衰變可從黑洞中吸收能量。著名科學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)稱,黑洞能通過量子力學釋放能量。
  • 黑洞逃逸速度是不是比光速還快?
    不但掉入黑洞的物體逃不出,連物體上的光也逃不出,所謂視界就是光都不能跑出來的區域邊界,我們是看不到黑洞內部的。因此從定義上可知黑洞就是逃逸速度大於光速的天體。所以答案就是黑洞的逃逸速度確實比光速還快。但是宇宙中信息和能量傳遞的最高速度是光速,超光速是不存在的。因而什麼也逃不出黑洞。從這個角度講,黑洞是不存在逃逸速度的,存在的只是一個數值。
  • 曲率引擎技術來實現十倍光速飛行
    在愛因斯坦的狹義相對論中,任何物體的運動速度都無法超越真空中的光速,按照質能公式Ek=Δmc^2,如果物體的速度不斷增加,在距離光速點越近,速度增加越慢,直到不再增加,增加的能量也全部轉化成了質量。而光速也成為了物體運動的速度的上限。
  • 直追光速,神秘莫測,我的上帝粒子
    我們的宇宙充滿著各式各樣令物理學家們抓耳撓腮卻又不得解的神秘現象,我喜歡在這個頻道討論那些奇怪的恆星和有趣的行星,換句話說就是大型天體。 當時它以99.9……%(小數點後26個9)光速撞擊了探測器,其動能相當於一個時速60英裡的棒球,而那僅僅是單個原子核所攜帶的能量。
  • 超過99%光速!5500萬光年外,這個超級黑洞爆發的噴流太驚人
    M87*之所以有幸成為首個被人類拍攝成像的黑洞,主要是因為以下三點:其一,M87*極其龐大,質量高達太陽65億倍;其二,M87*距離我們相對較近,大約在5500萬光年之外;其三,M87*非常活躍,正在不斷吞噬周圍物質,爆發驚人噴流。黑洞進食時,會先在周圍形成一個巨大的吸積盤。