黑洞到底有多黑?

無有9780


黑洞就像理想化的絕對黑體一樣,它們會吸收所有波段的電磁波。但黑洞又不同於黑體,因為黑體本身會輻射出電磁波,當溫度超過一定閾值時,黑體甚至會輻射出可見光。而黑洞則幾乎不會輻射出電磁波,所以黑洞是宇宙中已知最黑的天體,它們目前無法通過電磁波手段來直接觀測到。

之所以黑洞會如此之黑,與其極端的引力場有關。當大質量恆星發生超新星爆發後,核心區域的物質會受到自身重力的劇烈擠壓,導致它們無法維持正常狀態,最後的中子簡併壓力都無法抵擋引力坍縮,所有的物質都會坍縮到無窮小的奇點中。根據廣義相對論,奇點會使周圍空間變得極度彎曲,尤其是一定範圍內的空間會彎曲到就連光都無法逃逸的程度,這個範圍和奇點就是黑洞。

不過,根據霍金輻射理論,黑洞也不是完全沒有輻射,仍然會有極少的能量從黑洞中逃脫,從而導致黑洞質量下降。但霍金輻射的溫度極低,理論上只比絕對零度高了數百萬億分之一度,這要遠低於宇宙的平均溫度2.73開爾文。如果向黑洞照射一束光,這會導致霍金輻射減弱,所以黑洞反而還會變得更黑。因此,我們幾乎無法通過電磁波手段來直接觀測黑洞本身。

關於黑洞到底有多黑,可以參考一下人類目前製造出的最黑物質Vantablack:

這是一種由碳納米管制成的黑體,可以吸收高達99.96%的可見光。相比之下,黑洞要比這種材料還要黑得多。

此外,雖然黑洞本身幾乎是完全黑色的,但它們會吞噬周圍的物質,形成一個環繞自身的明亮吸積盤,這是可以被觀測到的。


火星一號


黑洞到底有多黑?完全可以說它比黑還黑。



我們平時所見的黑色的事物,其實還都是有其光線可以被我們看到的,比如黑色的東西,實際上它們還都是可以反射一些光線可以目睹的,再如在伸手不見五指的黑夜裡,沒有星光和月光,也沒有燈光,可以說是足夠黑了,然而其實自然界中有很多的東西可以發出紅外光乃至x光等光線,也有不少東西可以發出可見光,所以在黑夜裡適應一會兒,我們的眼睛還是可以感知一些物體。


我們所能感受到的最黑的情景莫過於關在一個沒有燈光並且沒有任何光線進來的房間裡,沒有比這更黑的情景了吧!然而即使我們什麼也看不到,實際上卻還有房間內外的物體以我們自身熱量發出的紅外光,有些可以感知紅外光的動物也是可以看到房間裡面的物體的。

但是黑洞就不一樣了,它黑到讓我們看不到任何事物,不可能會發出紅外光,x射線或者伽馬射線,所有的電磁波在它附近都是會被它的強大引力場吸收到裡面的,因此可以說它黑到讓我們無法感知關於它的任何電磁波光線,比我們所知曉的“黑”都黑。


也許有的朋友會說,黑洞會有霍金輻射,但實際上霍金輻射對黑洞來說是非常微弱的,而且這一現象也只發生在黑洞的視界邊緣部分,黑洞內部的事物還是無法看到,所以黑洞可以說是黑到超乎想象。

然而在我們的宇宙中,很有可能並不存在完全無法看到的黑洞,恰恰相反,它們反倒都是都十分明亮的,比如宇宙中最亮的天體Ton618就是一個黑洞,這又是怎麼回事呢?


其實主要的原因還正是由於黑洞的引力場非常強大,宇宙中物質並不稀缺,所以黑洞無論處於哪裡,都或多或少的有物質被其吸入,是物質在被吸入的過程中,會被其不斷的撕裂分解,比如恆星行星等會被分散成氣體團或者小塊的岩石,然後再進一步撕扯成塵埃和氣體,再將分子拉成原子,接著把原子拉碎,把物質撕扯成比夸克還要小的級別,在這一過程中,黑洞吸積盤的溫度會高達幾千上萬億開爾文溫度,因此它可以發出極為明亮的光。


所以雖然理論上認為黑洞黑到什麼也看不到,但是由於宇宙中的黑洞幾乎不可能不吸收物質,所以它們也都在發光,只是由於質量大小和吸收物質的多少的不同,發出的光度也不同罷了。


科普大世界


答:黑洞是非常理想的黑體,“黑”體現在黑洞的溫度上,一個太陽質量大小的黑洞,霍金輻射溫度約為10^-8K,就算放到星際空間中,黑洞都能從宇宙背景輻射(溫度2.7K)中吸收能量。


黑洞也是具有溫度的,對史瓦西黑洞來說,黑洞的溫度將和質量成反比,黑洞的質量越大,輻射溫度反而越低;黑洞對普通物質是隻進不出,唯有通過霍金輻射,黑洞才會損失質量。

根據黑洞的霍金輻射溫度公式,可以估計出太陽質量的黑洞,輻射溫度只有10^-8K,然後根據普朗克黑體輻射公式可知:

(1)溫度越低的物體,輻射能量最大值的波長也越長;

(2)溫度越低的物體,輻射能量極值趨向於零;

於是我們得到:像太陽質量大小的黑洞會輻射電磁波,但是電磁波嚴重紅移,而且能量極低;這將導致太陽質量的黑洞,產生的霍金輻射很難被觀測到,實際上目前為止霍金輻射也沒有被證實。


太陽質量大小的黑洞,幾乎就是純黑的,吸收所有波長的光,但幾乎不輻射電磁波;對於10^-8K的黑洞溫度,黑到甚至能從宇宙背景輻射中吸收能量。

不過有一種情況,就是小質量黑洞,比如十億噸質量的黑洞,輻射溫度將達到1萬億度,這個溫度是可以被探測到的,這樣的微型黑洞只能在宇宙大爆炸時產生,目前也只存在於理論當中。


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艾伯史密斯


黑洞是人眼觀察不到的。人們根據宇宙間各種射線和波的不正常彎曲改變路線而猜測存在一個星體,其引力,質量無限大,大到光線都無法擺脫。所以人們是無法觀察到黑洞的,可以理解為無限很暗。而且黑洞雖然理論存在,但只是理論,人們沒有絕對的證據表明存在黑洞這種星體。





巡遊的微光


黑洞真的是黑色的麼?有句話說黑洞不黑。那麼黑洞到底黑不黑?

黑洞是宇宙中最神秘的天體之一,是人類無法直接或接住天文望遠鏡觀測到的天體。黑洞是由恆星演化的後期或者雙星系統吸積周圍物體形成的迄今為止人類發現質量、密最大的天體。由於隨著質量的增加會使天體的引力變得越來越恐怖,當一束光從質量巨大的天體中略過時,光線原有的直線軌道會受到引力的影響發生些許的偏折。那麼當一束光略過黑洞時更是會被直接會收到被引力影響直接改變原有軌道直奔黑洞的中心,這樣看來黑洞的引力已經大到了連光都無法逃逸的地步。

再來說說人類是如何看到物體的?因為人類看到物體是由於這個物體被光源照射後再反射到人類眼睛中最終在視網膜上成像再經過大腦處理反饋給我們看到了什麼。那麼黑洞的區域內既然連光都無法逃逸的話,自然就也不會有從黑洞發射或者反射出來的光讓我們的眼球接受到信號。所以我們也就看不到黑洞。因為我們無法觀察到黑洞所以人們才會認為黑洞很黑吧!其實不是這樣的,如果能有光線從黑洞中逃逸出來的話黑洞呈現給我們的顏色也不一定會是黑色吧。


遇見H未來


黑洞是大質量恆星後期演變為超紅巨星坍縮而成的,黑洞我們能只知道三個物理性質分別是自旋,電荷和質量,黑洞連光都無法逃逸它強大的引力,越往黑洞裡面來引力越大,黑洞的視界是引力剛好能束縛住光的地方,視界以內的信息我們無法知道,黑洞其實可觀測的那就是通過其強大的引力效應,有說通過霍金輻射


小星250955187


黑洞黑的無限電磁波來觀察,有時也噴發元素週期表。


華北五角楓


我覺得光進入黑洞!而是被黑洞吸收了!黑洞太大!所以光進去以後!依然亮不起黑洞!物質相等或者大於一方!強硬的一方光才能照亮黑洞!如果黑洞過大!照的光也只能看不到!就像手電筒照黑暗的地球是一樣的道理!如果是太陽照地球!太陽大的多!所以地球才能被全部照亮!


牛牛


這個只有你去才能體會到


萬潤駕校-林進生


因為黑洞吸收了一切敢於靠近的東西,視界之內沒有什麼可以被看見,當然就是黑,黑得不能再黑了。


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