什麼是黑洞的事件視界,在那裡會發生什麼事情?

心繫宇宙天地寬


所謂“事件視界”是指事件被觀測到的界限。今晚9點要發佈的黑洞照片,嚴格來說其實只是黑洞視界外的景象,視界內的景象還是沒法觀測。

地球第一、第二宇宙速度可能大家都聽說過,由於地球引力形成的時空彎曲,航天器只有達到這些速度才能在長時間在太空中。黑洞那樣的天體的引力更加龐大,周圍也有大量天體、物質圍繞它運行,通過理論可以計算,黑洞是逃逸速度超過光速的天體,並非是黑洞可以吸收光,而是由於其造成的顯著的時空彎曲,使得視界內的光不能逃逸出來,因此難以觀測。引力的另一個特點就是隨著距離增加而縮小,黑洞引力雖然大,影響範圍也有限,黑洞可視和不可視的分界,就是視界。

此次觀測到的黑洞就是視界外的景象。按照已有理論,黑洞由於引力十分龐大, 形成的時空彎曲很顯著,周圍的天體和物質都會沿著黑洞形成的時空彎曲一邊旋轉一邊向最中心的黑洞墜落。而由於黑洞引力十分巨大,在物質接近它的時候,就已經被不斷撕扯,向著黑洞飄散,引力撕扯和壓力等因素,使得物質會發生比恆星中更劇烈的能量釋放過程,由於還沒有進入視界範圍之內,這種能量釋放過程理論上就是可以觀測的。此前人類沒辦法直接觀測,是由於黑洞距離地球都太遠了,加上層層天體的阻隔,信號難以捕捉。

黑洞吞噬物質並釋放能量的區域,被稱為“吸積盤”。並且黑洞自身也不是完全地“只吃不拉”,也可能有霍金輻射等能量釋放現象,科學家認為銀河系中央範圍廣闊的噴流就可能和銀河系中央黑洞有關。


來看世界呀


實際上這個事情還是蠻好理解的。要先懂得一個概念:逃逸速度。

我們知道,如果你想擺脫地球引力,你需要有個很大的速度,這個速度大概是11.2km/s,我們管這個速度叫做第二宇宙速度。

如果要擺脫太陽系,那速度更大,就是16.7km/s,我們管這個叫做第三宇宙速度。

這兩個速度都是逃逸速度,是要擺脫天體引力束縛所需要的速度。

後來,後來科學家就想了,根據相對論,信息物質能量的最快速度是光速,那有沒有什麼天體的逃逸速度比光速還大,那光不就跑不出去了麼?

這其實就是黑洞,而根據科學家的推導出了逃逸速度為光速的天體半徑。這個半徑被稱為是史派西半徑。這個半徑的大小取決於天體的質量。

而在史派西半徑內,光是跑不出來的,要知道我們能看到東西是因為這個東西要麼發光要麼發射光到我們的眼睛裡,現在光跑不出來,那不就是黑的了麼?

所以事件視界其實就是以史派西半徑為球體的一個球面,在這個面以內是光子都跑不出來從外面什麼也看不到,而這個面之外就是可以看到的。


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