「黑洞」究竟什麽?是一个「洞」,还是漆黑的球形天体?

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黑洞究竟是什麽?它是一个漆黑无比的大洞?还是某种漆黑的巨大天体?为什麽我们看不到黑洞内部的景象?这些问题你都能在下面的内容中找到答案!

【宇宙科普】「黑洞」究竟什麽?是一个「洞」,还是漆黑的球形天体?

首先,黑洞并不是传统意义上的「洞」,也不是某种看不见的巨大天体,黑洞的本质是一个「奇点」以及包裹著这个奇点的「事件视界」,奇点和它的视界范围是一个整体,因为黑洞周围的视界本身就是因为奇点的诞生随之出现的一种现象。

「奇点」,就是整个黑洞的中心,一般情况下,黑洞都是由大质量恒星演化来的,整个恒星的物质被压缩,成一个无限小的点,所以在这个点上的物质密度高到无法想象,在奇点附近人类的一切物理定律都会失效!虽然我们都说「奇点」是一个「点」,但是从物理学的角度来看,「奇点」也可能是某种二维或者一维的状态,对于人类来说,关于奇点的一切都充满了神秘色彩。

【宇宙科普】「黑洞」究竟什麽?是一个「洞」,还是漆黑的球形天体?

我们常说的黑洞,其实指的是包裹著奇点的视界,视界指的就是黑洞的边界,任何物质或者能量进入这个边界后,就再也无法离开这个范围。某种意义上来说,黑洞和「洞」有些相似,黑洞的本质是引力,因为奇点的密度特别高,产生了强大的引力,引力的强度就连光都无法逃脱,而引力本质是「时空弯曲」,奇点产生的时空曲率高到了某种我们无法理解程度,光线和辐射进入黑洞后就没有办法离开,所以黑洞不反射光,我们也就没有办法直接观察黑洞。

【宇宙科普】「黑洞」究竟什麽?是一个「洞」,还是漆黑的球形天体?

引力是弯曲的「时空」,时空指的是时间和空间,在引力的影响下时间和空间都会发生「弯曲」,空间弯曲产生的影响就是物体会被引力源吸引,必须付出更多的能力来提升速度才能离开引力的束缚,时间弯曲产生的影响就是「钟慢效应」,引力越强大的地方时间的流速会更慢一些。

一般来说,黑洞是质量比较高的恒星在崩溃时形成的。恒星的质量很高,体积也很庞大,但是恒星不可能一直保持稳定状态,当恒星内核中的氢被消耗太多,无法保持稳定时,恒星就会快速演化,发生超新星爆发,根据质量不同恒星的内核会演化为「中子星」和「夸剋星」或者是「黑洞」。

【宇宙科普】「黑洞」究竟什麽?是一个「洞」,还是漆黑的球形天体?

当恒星内核的核聚变燃料耗尽后,核聚变中止,没有热辐射产生的压力影响后,恒星内核中的物质会向内部坍塌,因为中心的物质密度更高,产生的引力更强,週边的物质向著内部坍塌压缩,不断的挤压会导致物质的密度更高,恒星整体的质量越高,产生的黑洞就越大,当然也有一些恒星消逝后质量差一点点不够变成黑洞,但是也不会演变成白矮星,这个状态下诞生的天体被称为「中子星」,整个星球就是一颗被压缩出来的巨大原子核。

【宇宙科普】「黑洞」究竟什麽?是一个「洞」,还是漆黑的球形天体?

黑洞也不是永恆存在的,随著时间的推移,黑洞也会慢慢的「蒸发」掉,在黑洞消逝时,会发生剧烈的爆炸,甚至是喷洒出大量的物质,被黑洞吸收的物质和能量携带的资讯会在黑洞消逝时被释放出来。霍金认为,黑洞也在不断的根据量子理论丢失质量,这种现象被称为「霍金辐射」。

对于科学家来说,黑洞最重要的并不是它的种种特点,而是内部的「奇点」,因为人类的物理定律会在奇点附近失效,这代表我们现在的理论还不够完善,可是因为事件视界的存在,我们永远无法观察黑洞内部的奇点,也无法观察黑洞内部扭曲的时空以什麽样的状态存在。

【宇宙科普】「黑洞」究竟什麽?是一个「洞」,还是漆黑的球形天体?

但是,科学家认为,宇宙的某处可能存在著「裸奇点」,这种奇点没有被「事件视界」包裹,物质可以进入这个奇点的引力范围,也可以从这个奇点附近离开,如果找到这样的奇点,人类就可以直接观察奇点附近的现象,这很可能会让我们的理论更加完善,解决很多难题。

但是人类一直没有找到裸奇点,虽然理论上允许存在这样的奇点,但是有很多人认为,宇宙本身并不想让人类观察到奇点,物理学诺奖得主彭罗斯的「宇宙监察假设」认为,没诞生一个奇点就会诞生出一个事件视界,这个事件视界会阻止智慧生物观察奇点,因为物理定律会在奇点附近失效,宇宙本身阻止人类观察奇点,是因为物理定律在监督著奇点,防止所有的定律失效。

【宇宙科普】「黑洞」究竟什麽?是一个「洞」,还是漆黑的球形天体?

人类在未来是否可以找到「裸奇点」?宇宙真的禁止人类直接观察奇点吗?欢迎在下方留言!

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2 条回复 A文章作者 M管理员
  1. 烧鹅雪白

    终于更新了

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