宇宙中的黑洞是什么意思?宇宙里黑洞是什么意思

2023-02-06 19:02:54 483 0
奇闻观察室

宇宙中的黑洞是什么意思,这个问题困扰了科学家很久,直到最近才有了答案。近日,美国天文学家发现了一个神秘的黑洞,它位于银河系中心附近,距离地球大约11.4万光年。这个黑洞不仅吞噬了大量恒星,还吞噬了数千颗行星,甚至还吞噬了一个星系。如果不是这个黑洞,人类可能永远不会知道宇宙宙的存在。因为它的引力实在太大了,所以即使是光也无法逃脱它的吸引力。这个黑洞就是我们熟知的m87黑洞。

一:宇宙中最大的黑洞是什么黑洞

宇宙中的黑洞是什么意思?宇宙里黑洞是什么意思

黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脱离。对于地球来说,以第二宇宙速度(11.2km/s)来飞行就可以逃离地球,但是对于黑洞来说,它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以连光都跑不出来,于是射进去的光没有反射回来,我们的眼睛就看不到任何东西,只是黑色一片。1、一些科学家认为,以为光的速度比黑洞慢,所以被吸进去,当速度比黑洞快时就可以穿过黑洞边缘。2、还有一些科学家认为只要一个物体(

二:宇宙里黑洞是什么意思

黑洞从自界然观测是一个不发光也不透光的区域区间,是太空中独一的区间结构,这种结构在天体星系中普遍存在,它们都生存于星系中心或者超聚星系中心,黑洞外都存在许多恒星系统,自然界里不存在孤独的黑洞体。

三:宇宙大黑洞是什么意思

黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种密度无限大体积无限小的天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。

1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西(KarlSchwarzschild,1873~1916年)通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解表明,如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇巴德·惠勒(JohnArchibaldWheeler)命名为“黑洞”。

“黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体”。[1-3](电磁波)也逃逸不出。

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。

科学家最新研究理论显示,当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”,它不像黑洞吞噬邻近所有物质,而是喷射之前黑洞捕获的所有物质。

科学家猜测穿过黑洞可能会到达另一个空间,甚至是时空。黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将聚集成一点,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程:某一个恒星在准备灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。

也可以简单理解:通常恒星最初只含氢元素,恒星内部的氢原子核时刻相互碰撞,发生聚变。由于恒星质量很大,聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡,以维持恒星结构的稳定。由于氢原子核的聚变产生新的元素——氦元素,接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素。如此类推,按照元素周期表的顺序,会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成,直至铁元素生成,该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定,参与聚变时不释放能量,而铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡,从而引发恒星坍塌,最终形成黑洞。说它“黑”,是因为它的密度无穷大,从而产生的引力使得它周围的光都无法逃逸。跟中子星一样,黑洞也是由质量大于太阳质量好几十甚至几百倍以上的恒星演化而来的。

当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料,由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。

黑洞拉伸,撕裂并吞噬恒星

黑洞拉伸,撕裂并吞噬恒星

黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的,这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。已观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时,它们产生的辐射对黑洞的自转以是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一,而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天,恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体而形成的。行星(包括地球)也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。当中央天体是一个黑洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面。黑洞除了吸积物质之外,还通过霍金蒸发过程向外辐射粒子。[4]

由于黑洞的密度极大,根据公式我们可以知道密度=质量/体积,为了让黑洞密度无限大,那就说明黑洞的体积要无限小,然后质量要无限大,这样才能成为黑洞。黑洞是由一些恒星“灭亡”后所形成的死星,它的质量极大,体积极小。但黑洞也有灭亡的那天,按照霍金的理论,在量子物理中,有一种名为“隧道效应”的现象,即一个粒子的场强分布虽然尽可能让能量低的地方较强,但即使在能量相当高的地方,场强仍会有分布,对于黑洞的边界来说,这就是一堵能量相当高的势垒,但是粒子仍有可能出去。

霍金还证明,每个黑洞都有一定的温度,而且温度的高低与黑洞的质量成反比例。也就是说,大黑洞温度低,蒸发也微弱;小黑洞的温度高蒸发也强烈,类似剧烈的爆发。相当于一个太阳质量的黑洞,大约要1x10^66年才能蒸发殆尽;相当于一颗小行星质量的黑洞会在1x10^-21秒内蒸发得干干净净。

四:梦到宇宙黑洞是什么意思

“宇宙的有趣,我才不在意”?

在她的短视频里

宇宙不仅有趣,而且上头!

近日,90后博士后周思益

因为在中国物理学会抖音直播间的

一句

“人类可能可以穿越到未来”

冲上热搜

↓↓↓

“假如你移动到黑洞附近

那里时间流速特别慢

待了一段时间再回到地球

就会穿越到未来

像电影《星际穿越》中演绎的那样

当主角从黑洞回到地球

发现自己的女儿却已是奄奄一息的老人”

作为理论物理学博士后

周思益还是一名科普创

“烧脑”“看不懂”是她抖音账号最多的标签

但不妨碍百万粉丝在这里聚集

之所以把账号取名为“弦论世界”

是因为周思益的研究方向

涉及弦理论和场论

这也是当代物理科研最前沿的领域之一

周思益并不是

那种“不讲人话”的科普博主

她这样描述自己做科普的使命:

喜欢给孩子

特别是很可爱的小女孩讲物理

不管是多么复杂、多么深奥的物理知识

她总是用萌萌的嗓音讲述

在讲引力波的知识时

周思益直接

把自己剪辑进了一个“魔镜”里

一下就把晦涩的物理知识具象化了

因为想给网友们

讲幼儿园小朋友也能听懂的科普

她在每条视频的开头

都会喊一声“小朋友们好”

网友则亲切地称她为“幼儿园园长”

不管你是6岁、26岁还是60岁

一定会被拉入一个

充满温馨和愉悦的物理课堂

学渣小朋友系列

学霸小朋友系列

当被问及为什么

特别喜欢给小女孩讲物理时

周思益说

在自己的科研领域

似乎女性科学家总是不被重视

她希望有更多的女孩子对物理感兴趣

这位物理学高材生一直坚持更新

为一个个“小朋友”

打开流光溢彩的科学大门

周思益始终能回忆起

高三那年

自己看纪录片《维度:数学漫步》时

对宇宙的纯粹之美的那种震撼

在经历了专业深造之后

她正试图把

当年那个小女孩儿成长的过程

一步步重现

虽总有网友评论

“看不懂,却忍不住看”

“何德何能刷到这个视频”

“多看两眼,假装我和博主一样聪明”

但请相信

你我相遇于此

这就是知识的万有引力!

中国青年报(整理:陈垠杉)综合:@弦论世界

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