黑洞到底長什麼樣子?

標記我的態度


黑洞到底長什麼樣子?這是一個好問題。

因為一直以來連最大的科學家都不知道黑洞到底長啥樣,更多的猜測黑洞只是宇宙中一個緻密的小點,你看不見它,所以它是黑的;甚至因為黑洞的密度太大了,連它周圍的光線都全部被吸引進去,沒有光能跑得出來,所以它更是黑的。於是科學家稱之為黑洞。

(黑洞模型)

許多人對今天將要公佈的“第一張黑洞照片”有許多期待,但我是不以為意的。因為以目前光學望遠鏡的水平,人類還不可能拍到真正的黑洞。能拍到的,充其量只是黑洞因為吸引其周圍物質形成的巨大吸積盤,以及黑洞向外噴射的強大射線流。

(想像圖:黑洞造成的吸積盤與射線流)

從天體學的角度,它們都是黑洞“視界”之外的東西。如果一定要說有什麼驚喜,那很可能是科學家們發現了“視界”的邊緣,就像下面這張圖所顯示的樣子:

(黑洞想像圖)

網絡上有無數張黑洞的想像圖片,沒錯,我們到目前為止看到的所有黑洞圖片全都是PS出來的。真正的黑洞照片應該是模糊不清,並且需要依靠箭頭和解釋才能讓公眾看明白:“哦!原來這表示有一個黑洞”。

接著拿上面這張想像圖來說,黑洞在哪裡?是中間這個黑色的一片嗎?不是。黑洞在這一個圓的正中間,它是一個看不見的點。黑色區域的邊緣我們叫它視界,視界裡邊的光線跑不出來,所以它是黑色的;而在視界的邊緣,因為黑洞強大引力的作用,從黑洞更遠處射過來的星光被扭曲,就像是星光被透鏡扭曲了一樣,科學家們稱之為“引力透鏡”。

(強引力透鏡效果,它被稱為“愛因斯坦環”)

根據愛因斯坦廣義相對論,引力透鏡是大質量天體對它周圍時空扭曲的表現,引力透鏡並不是真的光學透鏡,光學透鏡會把遠處的平行光聚焦在一個點上,引力透鏡則不會。所以天文學家們會根據觀察引力透鏡來判斷一些大質量的天體,甚至找到一些很暗的大質量天體,比如中子星和黑洞。

(一張受到引力透鏡影響的遙遠星系照片,不用箭頭指示你肯定看不懂,就是指了你還是看不懂)

那麼,科學家通過引力透鏡找到黑洞了嗎?

還沒有。要不然黑洞的照片早就公佈了,也用不著等到今天,更不需要拿大量PS的圖片來忽悠人。

既然沒有找到黑洞,為什麼又堅稱有黑洞,難道科學家們在騙人?

這也不對,準確地說,科學家們通過計算,認為巨大質量的天體在它生命的末期,因為引力的坍塌,最後它的一大部分質量的物質會被壓縮到一個極小的“點”,這個點到底有多小?沒人具體知道,但根據計算的結果它有可能小到一個原子直徑。也就是“奇點”。

你可以想象一顆原子大小的小球,那就是黑洞的模樣了。

我畫不出來。

真正從天文觀測角度確定有黑洞,科學家們用的不是天文望遠鏡,甚至強大的射電望遠鏡都沒到發現黑洞。科學家是通過利用引力波接收設備收到黑洞合併時發出的引力波信號,並通過對信號的分析計算,判斷出那是黑洞之間的碰撞所發出的信號,由此確定宇宙中有黑洞存在。

(2015年9月14日,LIGO引力波天文臺接收到一組信號,科學家判斷這是由兩個黑洞碰撞發出的引力波,從而證實確實有黑洞存在。)


周志宏glee


黑洞是愛因斯坦在廣義相對論中預言的一種天體,雖然一直以來人類都未能真正觀測到黑洞的存在,但人們一直相信黑洞是客觀存在的。現在,愛因斯坦的預言又一次得到了證實,第一張黑洞照片即將與我們見面了。雖然在此之前,我們從未真正見識過黑洞的真容,但是關於黑洞的圖片作品還是很多的。我們相信黑洞真實的樣貌應該與理論上描述的所差無幾。我們可以將黑洞分為兩部分,分別為視界內部和視界外部。

在黑洞視界內部,受黑洞強大引力的作用,任何物體無法逃逸而出,這也包括宇宙中最快的光。既然連光都無法出來,所以黑洞的視界內部是無法通過任何方法觀測到的。而我們之所以能夠找到並觀測到黑洞,是因為黑洞視界外部的吸積盤。由於黑洞強大的引力,靠近黑洞的物體受到引力的牽扯會被拉扯撕裂,在這一過程中會釋放出巨大的能量,所表現出來的就是圍繞黑洞視界的一個亮度很高的盤狀物,也就是吸積盤。

只要在黑洞的引力範圍之內,沒有任何物體能夠逃脫黑洞的吞噬,如此說來,豈不是所有物質都會被黑洞所吞噬。天文學家始終認為黑洞的吞噬能力是有限的,當達到一個極值便無法繼續吞噬任何物質。但這個極值到底在哪裡,目前尚未可知。不過科學家相信黑洞的吞噬能力是不容小覷的,一個星系的中心黑洞很可能會最終吞噬掉整個星系。而我們的銀河系中心很可能就是一個黑洞,不過其要想吞噬掉整個星系,那對於我們來說是一件極為遙遠的事情。


科學信仰


答:根據“整連論”,嚴格的“黑洞”是不可能被任何實驗儀器檢測到的,檢測到的只能是“黑洞-蟲洞-白洞”的系統性或所謂“內稟態”。有關黑洞的研究結論,見“整體性和連續性具有系統性理論”(簡:整連論)。可查閱《國家科技圖書文獻中心》

說明:我已將《整連論》寄給了普林斯頓高等研究院,並計劃經自媒體平臺獻給廣大的科學愛好者。


att李瓊超


黑洞事實上不存在,是個反包圍結構,黑洞可以用區域內所有天體定義。因此一個銀河和一個黑洞等價,並非黑洞裡面有多少天體,而是多少天體作用在這塊區域上,黑洞裡面空無一物


奔跑地球


像個湯圓,而且是乳白色的


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