黑洞,堪称宇宙中最诡异的天体。早在一百多年前,爱因斯坦提出广义相对论之后,他就大胆预言了黑洞这种神秘天体的存在。
不过直到2019年,天文学家们通过不懈努力才拍摄到了人类历史上第一张黑洞照片,确定了黑洞真的存在。
(资料图片)
之所以人类很难观测到黑洞,一是因为宇宙太大了,黑洞距离地球通常都很远。第二,也是最主要的一个原因,黑洞不发光,也不反射光线,吞噬一切靠近的物体包括光线,所以我们并不能直接观测到黑洞,只能通过间接手段确定黑洞的存在。
每个黑洞都有自己的事件视界,最中心就是体积无限小的奇点。事件视界就是以奇点为圆心,史瓦西半径为半径的球体。
事件视界,顾名思义就是“事件的分界线”。在事件视界外面,每时每刻都发生着各种事件,而一旦越过事件视界,事件彻底消失,那里完全是另外一个世界,我们无法想象的世界。
同时,一旦越过事件视界,纯理论分析要想逃离黑洞,必须超光速飞行,但超光速又是不允许的,所以任何物体一旦掉进黑洞就有去无回。
那么,为什么黑洞具有如此强大的吞噬能力呢?
简单讲,黑洞的引力太强了。我们通常所说的黑洞指的是以奇点为圆心,史瓦西半径为半径的球体,实际上这种定义并不严谨。
黑洞其实很简单,它就是体积无穷小的奇点。但是每个黑洞奇点也是不一样的,主要体现在质量的大小不同。
黑洞质量都是很大的,所以引力也非常大,甚至大到无法相信想象。
不过牛顿的万有引力理论只适用于弱引力场,像黑洞这样强大的引力场必须用爱因斯坦的广义相对论诠释。
广义相对论告诉我们,引力其实是时空弯曲的表象,就像我们的地球围绕太阳转,本质上来讲是因为太阳巨大的质量弯曲了周围的时空,地球只是沿着弯曲时空做测地线运动而已。
任何有质量的物体都可以让时空弯曲,反过来,弯曲的时空也会影响物体的运动。通俗来讲就是,物体告诉时空如何弯曲,时空告诉物体如何运动。
黑洞虽然很诡异,但它也是一种天体,我们通常所说的黑洞指的就是大质量恒星死亡后的产物,所以黑洞其实就是恒星的“坟墓”。
黑洞是如何吞噬物体的呢?
任何物体靠近黑洞时,黑洞并不会直接吞噬物体,一开始物体会围绕黑洞高速旋转,在旋转的过程中难免会发生碰撞,改变轨道,然后掉进黑洞事件视界内。
同时,大量物体围绕黑洞旋转发生碰撞,会产生超强能量,发射出异常明亮的光芒,形成庞大的吸积盘。
通常来讲,宇宙中的天体吞噬物质之后,体积都会变大,就像我们吃多了,肚子就会鼓起来一样。但黑洞并不是这样的,它完全就是个例外。
不管黑洞吞噬多少东西,它的体积不会有任何变化,因为之前说过,黑洞其实就是体积无穷小的奇点,这个奇点的体积不会有任何改变,永远是无穷小。
那么,被黑洞吞噬的物体最终都去哪里了呢?它们不可能无缘无故地消失!
很抱歉,目前没有任何人知道答案,或许人类永远也不知道答案。虽然如此,人类仍旧可以根据现有理论去猜测。
一种理论认为,被黑洞吞噬掉的物体,最终以热辐射的形式逸散到浩瀚太空,也就是说它们并没有消失,只是转变为另一种形态而已。这种热辐射就是“霍金辐射”,由霍金首次提出来的。
霍金辐射的过程极其缓慢,宇宙中最大的黑洞需要大约10的1000次方年才能辐射完毕,然后彻底消失。
还有一种理论让人更为疯狂,平行宇宙理论。该理论认为黑洞是连接另一个宇宙的通道。被黑洞吞噬掉的物体并没有消失,而是进入另一个宇宙了!
这种理论并非臆想,有一定理论依据。根据爱因斯坦的广义相对论,物体可以影响周围时空,而像黑洞这样拥有超强引力的天体,更是能无限拉扯周围的时空,而“无限拉扯时空”意味着黑洞完全有可能撕裂时空结构,然后通向一个我们无法想象的世界,通往另一个宇宙。
还有一种理论认为掉进黑洞就会进入高维度空间,就像科幻电影《星际穿越》里面描述的那样,不过这种理论很难让人信服,因为我们完全不知道到底什么是高维空间,所有对高维空间的描述说白了都是人类的一厢情愿。
相信在不远的将来,随着人类科技的不断发展,人类一定能飞到黑洞附近,近距离地“目睹”黑洞的风采。
虽然我们不能用眼睛看到黑洞,但可以用各种高科技手段探测到黑洞的存在,然后发射探测器进入黑洞,分析探测器进入黑洞的全过程,或许到时候人类真的能弄清楚黑洞的本质,弄清楚被黑洞吞噬的物体到底去了哪里!
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