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黑洞并不危險,天文學家認為:黑洞能代替恒星孕育生命

作者:華仔

導語

人們總覺得黑洞很危險,以為它無休止地将一切都吞噬進去,如果不慎靠近就會被它所吞噬,甚至連光都逃不出去,成為宇宙中的孤獨旅行者。

但是實際上,黑洞并不是這樣的存在,它隻會吞噬那些誤入其事件視界範圍内的物質,而它周圍的空間是非常安全的,甚至還能夠為遠離它的星系提供光、熱和引力,可謂是良心存在。

還有一種更離譜的關于黑洞的說法,認為黑洞能夠為星系提供新的物質,作為一種“恒星替代品”存在。

這種說法聽起來就更加不靠譜了,畢竟它的名字叫“黑洞”,就是指那裡什麼東西都進不去,又怎麼可能産生物質呢?

但是針對這些說法,天文學家又是怎樣解釋的?

黑洞是怎麼産生物質的?

黑洞并不危險,天文學家認為:黑洞能代替恒星孕育生命

一、黑洞吞噬。

黑洞最大的特點就是恒星密集到極緻,甚至将光子都引力吸進去,就算光也逃脫不了,是以被稱為“黑洞”。

黑洞會吞噬一切,是絕對的真理,都不能例外,即便是光子,也逃不過一劫。

但黑洞雖然也吞噬一切,但它又不是無休止吞噬的存在,隻會吞噬那些誤入其事件視界範圍内的物質,而它周圍的空間是非常安全的。

然而一般來講,恒星類的黑洞事件視界半徑一般在10km~100km的範圍,如果我們不幸誤入到這個範圍,那我們就很不幸,很可能就會被吞噬。

但是如果我們遠離黑洞,以其半徑為20公裡的話,那麼它的半徑就有400公裡,而且在那之外,就隻有普通的引力存在。

如果黑洞附近有天體經過時,就會在光環上形成一個不規則的“裙子”,這是因為在黑洞旋轉時,它周圍的時空就會被扭曲,而且這種扭曲還會伴随着引力波的産生,是以才會形成這種裙子狀的引力場。

假如有一顆行星距離黑洞較近,在它的邊緣就會經曆非常強烈的引力拉扯,導緻它表面的物質徑直被黑洞所吞噬。

當氣體被黑洞吞噬時,就會在黑洞附近形成一個“吞噬光環”,當物質被黑洞吞噬時,就會發出光輝。

當物質被黑洞所吞噬時,也不會瞬間被吞噬,最終轉化成基本粒子消失在黑洞中,還需要經曆一個拉伸的過程,從幾千公裡到數百公裡,然後才能被黑洞所吞噬。

還有一種黑洞,它最多隻能吞噬星系光年範圍内的吞噬半徑内的物質,稱為“超大品質黑洞”,它能夠為星系提供光、熱和引力。

黑洞并不危險,天文學家認為:黑洞能代替恒星孕育生命

那麼黑洞如此強大,那麼作為“恒星替代品”,它又該如何産生物質的?

又怎麼會産生物質?

在黑洞吞噬物質後,最終會被轉化成基本粒子,被其深深吞噬,即使是光和熱,原本以為能夠逃過一劫,但最終還是被黑洞所吞噬,它就這麼讓人沮喪的看着黑洞将他吞噬。

黑洞并不危險,天文學家認為:黑洞能代替恒星孕育生命

二、廣義相對論下的時間流逝。

根據愛因斯坦的廣義相對論,描寫了黑洞的誕生和将來。

根據這一理論,如果我們站在黑洞的外面看着黑洞周圍的物質墜入黑洞内,那麼時間将會變得很慢,甚至會停止。

這是怎麼回事呢?

我們知道,時間和空間是互相聯系的,兩者不能分開。

一個天體周圍的引力非常強,那麼在這裡的時間肯定會受到空間的牽動,時間就會随着空間的彎曲而減慢,而引力越強,時間就會減慢的越多。

同樣道理,當我們站在高處看一層層的樓房在塌陷,那麼我們就會覺得樓房塌一定會很慢,甚至會停下來,這就是街道引力的作用。

真正的原因是什麼呢?

我們知道,地球的引力非常弱,幾乎會讓時間變慢,但也還是會讓時間變慢,隻是這個時間的減慢不是太明顯,甚至我們還感覺不到時間變慢。

但是,如果我們站在高處看樓房塌時,那麼我們就會覺得樓房塌下來很慢,甚至會覺得停滞。

這是因為當我們看樓房塌下時,光程時間會變長,幾乎無法收集足夠多的光,是以我們就會有一種時間流逝減慢的錯覺。

同樣的,黑洞中,如果有光或物質被黑洞所吞噬,那麼就會發生時間膨脹效應,無法脫逃黑洞的吞噬,最終會變成基本粒子被其吞噬。

這并不是光子掉進黑洞的“觀察局限”所導緻的,而是黑洞的引力非常大,是以會拉伸時間的作用。

三、黑洞蒸發。

那麼黑洞真的會永遠存在下去嗎?

衆所周知,黑洞是無法脫離引力的,是以就無法将它吊出來。

但是黑洞并不是永遠存在,還有一種黑洞蒸發的存在。

黑洞蒸發是由霍金所提出,被稱為“霍金輻射”。

按照量子實體學的理論,真空中會不定期産生一些粒子,如正負電子,這是由于空間中電媒體的原因。

但是在真空中,會産生大量的粒子,産生一些對稱的粒子,是以是不會對宇宙産生影響的。

但是當一對粒子産生時,如果其中一個粒子被黑洞所吞噬,另一個粒子就會變成孤立的,這樣子對宇宙就産生影響了。

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根據相對論的理論,粒子的正負能量是可以被量子波一起移動的,是以隻有能量為0的粒子,才能獨自存在,而不被量子波所影響。

根據機關能量的質子和中子,有一個量子波的波長,那麼大品質粒子的波長是非常小的,是以在黑洞附近,獨立的小品質粒子是不會存在的,是以隻有能産生大量小品質粒子的黑洞才能夠蒸發。

是以黑洞是一個悖論體,一方面有“黑洞”,一方面又是“量子實體學”,這也是帶給我們巨大的挑戰和研究的興趣。

按照霍金的理論,黑洞會逐漸蒸發,進而釋放能量,當黑洞蒸發後,它的品質就會大大減小,就會大大消失。

但是這并不是說它的品質沒有了,它隻是變成了一些微小的粒子,這就有點像是将城市變成了一堆鋼筋混凝土的殘骸,盡管可以再組合,但它已經不是城市了。

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這些能量都會從黑洞周圍釋放出來,我們就可以直接觀測到它,這就是黑洞蒸發現象。

如果黑洞的品質很大的話,那麼在輻射過程中,輻射能量會非常少,是以就會很慢,甚至幾比年或幾比百年才能輻射完。

但是如果黑洞比較小的話,那麼就會輻射非常快,甚至隻能存活不了10年。

但是如果黑洞在形成之後就不再吞噬天體,并且在100億年後,會發生黑洞蒸發現象,大黑洞也會在較長時間内蒸發,隻有在中小黑洞上能夠直接觀測到。

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結語

黑洞的存在挑戰了我們對宇宙的認知,但是它也給我們帶來了巨大的樂趣和探索的興趣。

從那以後,我們對宇宙的那頂大帷也産生了興趣,那就是黑洞,黑洞是怎麼形成的,它又是如何吞噬物質的?

黑洞的蒸發現象可能對宇宙的能量平衡産生影響,望我們好好研究它。

我們都知道地球上的垃圾處理問題急急無期,但是可以用黑洞作為垃圾處理的新方法,将地球上的垃圾扔向宇宙,直接填埋到黑洞中,進而解決我們在地球上垃圾處理的問題。

可以将黑洞作為超級大型的垃圾處理場,通過這個方法,進而解決不僅僅隻是地球上的垃圾處理問題,也為宇宙的“終極垃圾場”打下基礎。

不過這個提議,似乎也隻能作為一個天馬行空的設想,隻能憧憬,也知道它根本無法實作。

但是它也充分顯示出黑洞的良好性能,可不是那麼容易随便墜入的,既然本來就沒有多少垃圾,那為什麼還要把它扔向黑洞裡呢?

然而對黑洞的認識,隻是淺顯的認知,它還有很多未知的謎題等待我們去揭開,也等待我們的進一步探索。

也有關于雙黑洞合并的說法,由于兩者的品質虧損,是以不符合能量守恒定律,并且兩者之間的品質差像巨大,問題的解釋非常的困難。

黑洞的品質一般比較大,是以我們隻能通過觀測它的引力波來研究它的形成和演化。

一方面,它産生引力波需要雙黑洞合并,是以它産生引力波之前,必須經曆雙黑洞合并的過程,一個較輕的黑洞将被另一個較大的黑洞所吞噬,是以在這個過程中,大黑洞的品質肯定會增加。

另一方面,它産生引力波也會釋放一定的能量,是以大黑洞的品質肯定會減小。

另一種說法是大黑洞的品質恰恰等于兩者的品質之和,這樣它産生的輻射能量就會為零,是以能量完全守恒,但是這種說法并沒有得到實際的觀測。

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黑洞引力波的釋放和品質的虧損,也可能為我們提供更多有關宇宙形成和演化的線索。

可以制作一個黑洞的近距離觀測來觀測這一過程,也可能為我們提供對黑洞的了解,也為宇宙實體學帶來更多的突破。

黑洞并不危險,天文學家認為:黑洞能代替恒星孕育生命

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