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黑洞到底是不是虫洞?关于黑洞的9个有趣事实!

想象一下,宇宙有一个密度无限大的物体,它的密度大到没有任何东西可以逃脱它的引力,卫星不可以,行星不可以,甚至连光都不可以,这就是黑洞——一个引力非常大的地方,对于任何意外偏离轨道的物体来说都非常危险。但是黑洞是怎样形成的呢,它们为什么这么重要呢?以下是关于这些迷人物体的10个趣闻。

作者: | 2019-04-11 22:50:11 | 来源:51cto

想象一下,宇宙有一个密度无限大的物体,它的密度大到没有任何东西可以逃脱它的引力,卫星不可以,行星不可以,甚至连光都不可以,这就是黑洞——一个引力非常大的地方,对于任何意外偏离轨道的物体来说都非常危险。但是黑洞是怎样形成的呢,它们为什么这么重要呢?以下是关于这些迷人物体的10个趣闻。

趣闻1:你不能直接看到黑洞。

因为黑洞确实是“黑”的——没有光可以从它里面逃逸——我们不可能通过我们的仪器直接探测到黑洞,不管你使用的是哪种电磁辐射(光、x射线等等)。美国宇航局指出,关键是要观察这个洞对附近环境的影响。比如说,一颗恒星碰巧离黑洞太近的话,黑洞就会自然地拉住恒星并把它撕成碎片,而当来自恒星的物质开始流向黑洞时,这些物质会变得更快、更热,并在x射线中发出明亮的光。所以在最新的黑洞照片中,发光的是黑洞周围的物质,中间的阴影部分才是黑洞。

趣闻2:垂死的恒星会产生恒星黑洞。

当我们的太阳寿终正寝时,这个过程会相当平静,太阳的核燃料耗尽之后它将会慢慢地变成一颗白矮星。但对于质量大得多的恒星来说就不是这样了。我们现在假设有一颗质量是太阳质量20倍的恒星,当这些怪物耗尽燃料时,重力将大于恒星维持稳定形状所依赖的自然压力。据太空望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute)称,当核反应产生的压力崩溃时,恒星会发生引力坍缩,恒星的大部分甚至几乎所有物质都会被爆炸抛入太空,这被称为超新星。剩下的核心将会坍缩成一个奇点——一个密度无限大、几乎没有体积的点,这也是黑洞的另一个名字。

趣闻3:黑洞大小不一。

美国宇航局说,宇宙中至少有三种类型的黑洞,从相对较小的黑洞到占据星系中心的黑洞都有。原始黑洞是最小的种类,其大小从一个原子的大小到一座山不等。恒星黑洞是最常见的一种,它的质量是我们太阳质量的20倍,并且很可能布满了我们的银河系。最后还有在星系中心的巨大黑洞,这些巨大黑洞被称为“超大质量黑洞”,它们每一个都比太阳大100多万倍。至于这些天体是如何形成的则仍在研究当中。

趣闻4:黑洞周围会发生奇怪的时间现象。

举个例子,一个人(B)看着另一个人(A)掉进黑洞里。从B的角度看,A的时钟走得越来越慢。这与爱因斯坦的广义相对论是一致的,该理论认为,当你以接近光速的极快速度运动时,时间会受到速度的影响(简单地说)。黑洞扭曲时间和空间的程度如此之大,以至于A的时间似乎变慢了。然而,从A的角度看,他们的时钟走得很正常,而B的时钟则走得很快。

趣闻5:第一个黑洞直到x射线天文学被使用后才被发现。

天鹅座X-1最早是在20世纪60年代的气球飞行中被发现的,但在大约10年后才被确认为黑洞。据美国宇航局称,这个黑洞的质量是太阳质量的10倍,附近有一颗蓝色的超巨星,其质量大约是太阳质量的20倍,但由于黑洞的原因,该超巨星正在“流血”和排放x射线。

趣闻6:黑洞将如何影响附近的行星?

行星到了黑洞内之后会发生什么还只停留在理论层面上(虽然它可能会被重力压碎)。但是,如果有一颗行星正绕着黑洞运行,而且距离足够远,可以逃脱黑洞的引力呢?那黑洞对这颗行星有什么影响?

你得抓紧点东西了。麻省理工学院的Haystack 天文台的研究科学家杰弗里·克鲁(Geoffrey Crew)说,尽管黑洞很大,但一颗绕轨道运行的行星将在一周或更短的时间就可以内环绕它运行一周,并且那颗行星将以光速运行,如果你非要去的话,请带上晕车丸。

趣闻7:我们不确定是否存在虫洞。

一个流行的科幻主题是关于如果有人掉进黑洞会发生什么。有些人认为这些天体是可以通往宇宙其他地方的虫洞,这些虫洞会使超光速旅行成为可能。但因为我们仍然有很多关于物理学的问题需要解决,所以任何事情都是可能的。哈佛-史密森天体物理中心的Abi Loeb说:“由于我们还没有一个理论能可靠地将广义相对论与量子力学结合起来,所以我们还不知道能容纳虫洞的所有可能的时空结构。”

趣闻8:黑洞只有在离你太近的时候才会有危险。

就像笼子困住的生物一样,如果你远离黑洞的视界观察它是没有问题的(把视界想象成行星的引力场)。视界是一个临界点,当你进入视界之后你就没有任何获救的希望,但是你可以从这个临界点外安全地观察黑洞。按这样想的话,这意味着黑洞应该不可能吞噬宇宙中的一切(当然,除非我们对物理学或者对宇宙的理解进行某种重大修正)。

趣闻9:黑洞在科幻小说中经常出现。

有太多的电影提及过黑洞了。《星际穿越》的宇宙旅程就包括近距离观察黑洞。《黑洞表面》探索了人造黑洞的现象——《星际迷航》宇宙中也讨论过这个问题。《太空堡垒:卡拉狄加》、《星际之门:SG1》以及其他许多太空节目中也提到了黑洞。