为什么黑洞是宇宙中最可怕的东西

宇宙中没有什么比黑洞更可怕了。其引力非常强以至于光线都无法逃脱的太空区域,成为当今新闻中的热门话题。2020年诺贝尔物理学奖的一半授予罗杰·彭罗斯,因为他的数学工作表明黑洞是爱因斯坦引力理论不可避免的结果。安德里亚•盖兹和莱因哈德•根泽尔分享了另一半,证明了一个巨大的黑洞位于我们星系的中心。

为什么黑洞是宇宙中最可怕的东西

黑洞很可怕,原因有三点。如果当一颗恒星死亡时你掉入一个遗留的黑洞中,你将被撕碎。同样,在所有星系中心看到的巨大黑洞,食欲很好。黑洞是消除物理定律的地方。

为什么黑洞是宇宙中最可怕的东西

很多人专注潜伏在星系中心的超大质量黑洞。大多数情况下,它们处于非活动状态,但是当它们处于活动状态并吃掉恒星和气体时,靠近黑洞的区域会比容纳它们的整个星系耀眼。黑洞活跃的星系称为类星体。在过去几十年中,我们已经了解了所有有关黑洞的知识,但仍有许多谜团需要解决。

黑洞死亡

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当一颗巨大的恒星死亡时,预计会形成黑洞。恒星的核燃料耗尽后,其核心坍缩到可以想象的最稠密的物质状态,其密度是原子核的一百倍。如此密集,质子,中子和电子不再是离散的粒子。由于黑洞是黑暗的,因此当它们绕正常的恒星运行时会被发现 。正常恒星的特性使天文学家可以推断出其暗伴星(黑洞)的特性。

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首先发现的黑洞是天鹅座X-1,这是天鹅座中最亮的X射线源。从那时起,在正常恒星绕黑洞运行的系统中,已经发现了约50个黑洞。估计我们所在的银河系大约有1000万个黑洞。

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黑洞是物质的坟墓。没有什么可以逃脱它们,甚至光线也不行。掉入黑洞的人的命运将是痛苦的“意大利面条”,这一思想在霍金的著作《时间简史》中得到了解释 。在意大利面条化的过程中,黑洞的巨大重力会将你拉开,使你的骨骼,肌肉,筋骨甚至DNA分子原子分开。正如诗人但丁在他的诗歌《神曲》中形容地狱之门里的话:放弃希望,所有进入这里的人们。

每个星系中都有饥饿的野兽

在过去的30年中,用哈勃太空望远镜进行的观测表明, 所有星系的中心都有黑洞。越大的星系具有越大的黑洞。

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大自然知道如何在巨大的质量范围内制造黑洞,从数倍于太阳质量的恒星尸体到成百亿倍质量的怪物。就像一个苹果和吉萨大金字塔之间的区别一样。

就在去年,天文学家发布了有史以来第一张黑洞及其活动视界的照片,这是M87椭圆星系中心的质量为70亿倍太阳质量的野兽。

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它比我们银河系中的黑洞大一千倍,后者的发现者获得了今年的诺贝尔奖。这些黑洞大多数时候都是黑暗的,但是当它们的引力吸引附近的恒星和气体时,它们会爆发成剧烈的活动并散发出大量的辐射。大量的黑洞有两种危险。如果距离太近,巨大的引力将吸引你。如果它们处于活动类星体相,则将被高能辐射炸毁。

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类星体有多亮?想象一下,晚上在上海这样的大城市上空盘旋。城市中汽车,房屋和街道发出的大约1亿盏灯对应于银河系中的星星。以此类推,处于活动状态的黑洞就像是上海市区直径为2.54厘米的光源,比城市高出数百倍或数千倍。类星体是宇宙中最明亮的物体。

超大质量黑洞很奇怪

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迄今为止,发现的最大黑洞的质量是太阳质量的400亿倍,是太阳系体积的20倍。太阳系中的外行星每250年旋转一次,而质量更大的天体每三个月旋转一次。它的外边缘以光速的一半移动。像所有黑洞一样,大的黑洞被事件视线所遮挡 。它们的中心是奇点,即密度无限的空间点。 我们无法理解黑洞的内部,因为物理定律失效了。时间在事件视界冻结,而重力在奇点处变为无限。

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关于大量黑洞的好消息是,你可以掉入一个黑洞。尽管它们的重力较强,但拉伸力比带有小黑洞的拉伸力弱,并且不会杀死你。坏消息是事件范围标志着深渊的边缘。没有什么可以逃离事件视界的内部,因此你无法回来报告你的经历。

为什么黑洞是宇宙中最可怕的东西

霍金认为,黑洞正在慢慢蒸发。在宇宙的遥远未来中,随着加速的宇宙膨胀,所有恒星都死亡并且银河系变的黑暗之后,黑洞将是最后幸存的物体。

最大的黑洞要蒸发掉将需要无数亿年的时间,估计为10的100次幂年(或者1的后面有100个零)。宇宙中最恐怖的物体几乎是永恒的。


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