被各界科普了一天黑洞的你是不是越来越懵?没关系,可以看看这里!
4月10日晚上,人类历史上首张黑洞照片发布,此后便引起了全世界的狂欢,一方面是对人类科学的惊叹,一方面更是对未知宇宙的好奇,一时间关于黑洞的相关讨论刷爆了屏幕。新闻媒体、微博、自媒体以及朋友圈,目之所及全是各种对黑洞的科普。一天下来,面对那些科普文章中的物理、天文理论,还有各种晦涩难懂的公式数据,小编却觉得越看越糊涂,相信很多小伙伴也有和我一样的感受。
那么黑洞到底是怎么回事?
今天小编就给大家整理出了一些通俗易懂的科普内容,希望可以帮大家更轻松的了解黑洞。
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照片中的主人公是谁?
这颗黑洞位于代号为M87的星系当中,距离地球5300万光年之遥,质量相当于60亿颗太阳。
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黑洞是如何诞生的?
恒星级质量的黑洞是由大质量恒星演化到末期核心发生引力坍缩而成。也就是说,黑洞的前身曾是一颗燃烧的恒星,她给宇宙带来百亿年光亮,最终炉寒火烬,直至光亮彻底消失后变身无法用肉眼直接分辨的黑洞。
但并不是每一个恒星都能诞生黑洞,其质量至少超过3到4个太阳才可以。
小于0.4个太阳质量的恒星,耗尽核心的氢之后,不会产生变化最后变成红矮星。0.4-3.4个太阳质量的恒星,当核心氢耗尽之后坍缩,内核会形成小而密的白矮星。超过3.4倍的太阳质量的恒星,最后会爆炸产生超新星。
超新星爆炸会产生两种结果:
一种是恒星完全解体,化成星际物质,结束恒星一生;
另一种是留下中间高密度白矮星,白矮星的质量超过1.44倍的太阳质量之后,会继续坍缩,形成中子星。
如果中子星质量大于3.2倍太阳质量,那么中子星还接着向内坍缩,直到中子被压碎。当恒星半径小于史瓦西半径,就会形成黑洞。
黑洞的诞生也可能来自某场宇宙交通事故。
比如,两颗恒星的大打出手,往往会造成星系级的巨大黑洞。
而中等质量黑洞和大质量黑洞的形成的具体方式目前还没有定论。
可能是由小黑洞合并形成,也可能是由黑洞通过吞噬物质逐渐形成,还可能是由大量气体物质直接坍缩形成。
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照片中是黑洞的真实样子么?
黑洞给人印象最深刻的印象就是吞噬一切,甚至光线。如果是孤零零的黑洞,我们真的是没办法采用电磁波手段进行拍摄了。
但物质落入黑洞时,因为摩擦和引力作用形成一个盘状结构,叫“吸积盘”,其就像马桶放水时旋转的漩涡,这个漩涡可能比黑洞本身要大得多。
吸积盘内的物质围绕黑洞高速旋转,相互之间由于摩擦而发出炽热的光芒,包括从无线电波到可见光、到X射线波段的连续辐射。吸积盘处于黑洞“视界”的外部,因此发出的辐射可以逃逸到远处被我们探测到。
因此,我们拍摄到的不是黑洞本身,而是利用其边界上的物质发出的辐射勾勒出来的黑洞的轮廓,就像看皮影戏一样。
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真正的黑洞是什么样子?
我们通常说的黑洞的大小,其实就是指黑洞视界面的大小。黑洞的事件视界就是指围绕黑洞的一个时空边界,任何物质、甚至光线一旦越过这个边界,永远无法返回。
如果把太阳压缩成一个黑洞,其视界半径仅3公里!如果把地球压缩成黑洞,其视界半径仅9毫米!没写错,是9毫米。
而黑洞的视界大小只是它看上去的样子,黑洞的物质或者说能量实体还藏在黑洞视界范围的深处,科学家们认为在那里有一个很小的点,这个点称为奇点,聚集着黑洞中的物质能量,其体积非常小,密度大到无法想象。
黑洞表面上看是一片漆黑,但这不代表其本身就是黑的,它也可以是透明的,在黑洞周围,时空的变形非常大,恒星发出的光,虽然有一部分会被吸收,但另一部分光线会通过弯曲的空间绕过它而到达地球,导致观察到的是黑洞背面的星空,看起来就像隐身一样。
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黑洞就像是一只无情的饕餮
很多时候,黑洞都试图把一切能吸引到的东西全部纳入体内,并无情的吃掉对方。这种暴食症简直到了丧心病狂的程度,对食物毫不挑剔,从星体到光子,全都可以列入日常菜单。
当黑洞“打嗝”时,某个无辜的天体就被“吞噬”;当其“进食”时,仅有高速等离子喷流从嘴唇边逃逸而出。
如果说恒星还能利用核聚变产生的滚滚热浪与周围的伙伴们眉目传情,黑洞则完全没办法和朋友交谈。如果哪一天它想找个朋友时,只能通过质量优势,用引力将其它恒星强行奴役在其旁边,围着它旋转。倘若某颗星星奋不顾身地前去拥抱黑洞,它只会把对方当成食物,这有点像螳螂新娘。
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进入黑洞会发生什么?
通过前面的了解,人们会认为任何物质进入黑洞都肯定会被这个大魔王撕成碎片,其实并非全然如此。猎物很有可能仅仅是被困在黑洞中,而非被吞噬殆尽。被捕获后的猎物将在一片空虚中永远不被消化。
至于人类,也许你会觉得进入黑洞前,拉伸的空间、停止的时间和霍金辐射的火焰就会摧毁了你。
但事实是当你飞向黑洞时,途中无风无浪十分顺利,更没有遇到拉伸、减速或灼热的宇宙辐射。
当你堕入黑洞之后,如果黑洞太小是你的不幸。因为脚部的重力是要比头部大得多,你会被重力差给撕裂。但你很幸运的遇到了一个大黑洞,你正常的活着度过余生,直到在奇点里死亡。
现在,好奇的大家有没有对黑洞更了解一些了呢?
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