宇宙中的黑洞吞噬的星球,都去哪裡了?

2020-12-03 騰訊網

黑洞是目前人類在宇宙中發現的最神奇,最神秘的一種天體,最早提出存在黑洞這種天體是通過愛因斯坦的廣義相對論計算出來的,直到2019年4月,人們才在狹義上通過視界望遠鏡拍攝到了黑洞的圖片,從而確切的證明了黑洞的存在。

對於黑洞,我們印象最深刻的就是其引力很大,在其視界內,就連光逃不出它的引力,它能夠撕裂一切靠近它的物質。那麼這就產生了一個有趣的問題,宇宙中的黑洞吞噬掉的星球,都去哪了?

在黑洞周圍(即事件視界)其實是空空無也的,因此可以說黑洞的胃口是無限的,它會無休止地吞噬到所捕獲到的任何物質。

那麼黑洞為什麼會有吞噬能力呢?

根據牛頓的萬有引力定律可以得到質量和引力有關,並且引力與天體的質量是成正比的,也就是說恆星的質量越大,其引力也就越大。

眾所周知,黑洞的質量是非常大的,那麼其引力也是非常大的,大到你無法想像。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。

根據愛因斯坦狹義相對論的「光速不變原理」的假設,我們可以推斷出任何物質、信息、能量都無法超越光速,因此我們可以認為,在已知的所有物質都會被黑洞所吞噬,但牛頓的萬有引力定律只適用於弱引力場,因此在強引力場中誤差會比較大,這時愛因斯坦的廣義相對論就可以對這作出解釋,愛因斯坦認為引力的本質是時空的彎曲,而地球之所以能夠繞著太陽轉,也是因為太陽壓彎了周圍的時空,才得以地球沿著時空的測地線運動。

並且惠勒也曾經說到,時空告訴物質如何運動, 物質告訴時空如何彎曲,所以,如果說太陽能夠使得時空彎曲,那麼黑洞也可以,不同的是黑洞對時空的彎曲程度是十分劇烈的,甚至在它周圍的物質如果沿著測地線運動都會掉落到黑洞當中,當然,光也會不例外。

因此我們可以說,迄今為止,我們人類已經探明的物質都沒有辦法逃離黑洞,可以說是無一例外,這都是因為黑洞巨大的引力所造成的。

黑洞擁有著可怕的引力,每一個在其周圍的恆星都難逃被吞噬的命運,但只要在安全距離以內。科學家們對黑洞的吞噬也一直在進行一定的研究,那麼黑洞是如何對周圍東西進行吞噬的呢?

黑洞是如何對周圍東西進行吞噬的?

由於有大量的物質集中在黑洞那極小的體積中,導致它們塌陷成奇點,也讓其周圍環繞著任何物質都無法逃脫,如果有物質離黑洞太近,那麼黑洞的力量就會將其撕裂。

而黑洞是由於一個大質量的恆星變成超新星後,在中心核心內爆炸形成,並且如果有任何物質位於黑洞的事件視界內,即使它以極限宇宙速度極限移動,也是無法逃脫的,一旦越過臨界點形成一個黑洞,事件視界內的所有東西都會收縮成一個奇點。

對於黑洞外的物體來說,由於黑洞的質量非常大,因此當物質接近黑洞的時候,就會感受它巨大的潮汐力,對於潮汐力相信大家都有一定的了解,如果地球部分地區離月球近,那麼這片區域將會受到比較大的引力,因此越接近黑洞,引力就越強,潮汐力撕開組織的力量也就越強,因此潮汐力量和黑洞周圍已經存在的物質的結合可以將外部物體撕裂,一小部分被撕開的粒子將經歷足夠的阻力,被引入吸積盤並最終進入黑洞本身。

就拿發生在距離我們18億光年以外的星空中的一場「黑洞進食」來說,這場觀測最早是從2005年開始的,其實人類之前是從未有過如此好的機會,可以觀察到這一天文奇觀。

這場觀測發現,當「潮汐瓦解」這一過程發生的時候,一顆完整的恆星被撕得稀碎,變成了一段弧形的長條狀形態,然後慢慢進入到黑洞內部。

黑洞本身並不發光,也無法反射光線,但是它的超級引力會將撕裂出來的恆星物質進行壓縮和加熱,從而釋放出耀眼的光芒,形成一個類星體,而這樣的類星體發出的光短暫而明亮,隨著時間的推移,X射線頻段的亮度會慢慢的減弱,直到最後所有的光芒消失。

一般來說,任何東西吸收掉其他物質都會壯大自身的體積,就比如我們人吃多了肚子會大起來,但黑洞卻是一個例外,黑洞吸收掉其他物質之後卻沒有任何變化,那麼被黑洞吞噬掉的東西去哪裡了呢?

被黑洞吞噬掉的東西去哪裡了?

事實上依我們目前的科技能力,對於黑洞我們只能觀察到它吞噬天體的過程,撕裂粉碎成粒子,然後吸收,但是對於去向確實一無所知。

而目前科學界對於黑洞吞噬掉的東西去向主要有兩種猜測:一種說法是黑洞自身消耗了吸收的粒子,轉而消耗變成熱輻射發射散去。而另一種就是所謂白洞理論,是異世界異空間學說,這種說法認為黑洞作為導體,負責吸收,而能量會隨之從白洞散發,這樣黑洞白洞作為一體而言那就可以解釋的通。

黑洞其實算是一種天體,而其吞噬就是將一切物質吸到附近然後進行粉碎,所以說成為黑洞的一部分這個說法應該不成立,但吸收應該是壯大體積,而黑洞卻是漸漸在消失,因此黑洞應該不是獨立的宇宙系統。

大膽的說,它應該是可以將一切吸收到的能量進行轉換然後發散到宇宙中,形成我們所認為的熱輻射。所謂的白洞理論其實只是一種猜測,現在沒有任何科學依據可以讓這個理論站得住腳,只是說人們對於時空的期待和幻想導致了這一大膽的猜測。

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  • 黑洞吞噬的東西去哪了?
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