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解密宇宙黑洞是什么 宇宙黑洞里面是什么样子图片

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黑洞经常出现在科普文章和科幻小说中,这是一个非常熟悉的术语,但什么是黑洞呢?它似乎很奇怪,然后用简要的语言来解密什么是黑洞?

黑洞示意图。图片来源:NASA/JPL-Caltech

在了解黑洞之前,首先要知道什么是脱离速度。

跑得快才能脱离黑洞?

分离速度是指一个没有动力的物体,从天体表面分离,不再下降的最低速度。以地球为例,一个物体离开地球的速度是每秒11.2公里,而不考虑地球的大气。只要一个物体的速度超过每秒11.2公里,它就会永远离开地球。如果物体的速度小于分离速度,它就会再次落回地球。脱离速度与天体表面的重力无关,与物体本身的质量无关。一块小石头和一栋房子每秒11.2公里。

月球的重力比地球小,所以每秒离月球表面只有2.4公里。太阳表面的重力比地球大,所以离开太阳需要每秒618公里以上。

如果在黑洞表面(事件视野),离开黑洞的速度是多少?黑洞的脱离速度超过每秒30万公里,即超过光的速度。然而,世界上没有什么能跑得比光快,所以即使是光也不能离开黑洞的表面,也就是说,一旦有什么东西掉进黑洞的事件视野,它就永远不会跑出去。因为连光都离不开,所以黑洞不会发出任何光(或电磁波),这样的物体叫黑洞。

史瓦西的黑洞

从理论上讲,黑洞的概念是从一开始就计算出来的。几个月后,德国物理学家卡尔,1915年,爱因斯坦发表了广义相对论·史瓦西(Karl Schwarzschild)在爱因斯坦的重力场方程中找到准确的解决方案。史瓦西的精确解释导出了所谓的史瓦西半径,即一个不旋转、不带电的黑洞大小。在这个黑洞半径中,任何东西都无法逃脱,包括光。

史瓦西的照片。图片来源:WJ基百科

史瓦西把他的计算结果寄给了爱因斯坦,爱因斯坦非常惊讶,因为爱因斯坦本人只计算了一个类似的解决方案,爱因斯坦成功地解释了水星最近的进展。更令人钦佩的是,史瓦西遭受了深深的痛苦,并在苏联前线为德国作战。在这种情况下,他可以得到如此惊人的结果!

史瓦西在给爱因斯坦的信中写道,「正如你所看到的,这场战争对我来说并不坏。虽然我在战争中,但战争让我暂时远离世界的干扰,在你创造的世界里徘徊。」从这篇文章中,我们可以看到史瓦西对科学的热爱。不幸的是,史瓦西于1916年5月去世,42岁。

也许黑洞的概念太奇怪了。爱因斯坦不认为宇宙中真的有黑洞。他认为黑洞只存在于相对论的概念中,这是理论上计算出来的。这个连爱因斯坦都怀疑的天体存在吗?关于黑洞的七个问题:

什么是黑洞? 如果太阳变成黑洞,地球会被吸进去吗? 黑洞是怎么长大的? 天鹅座X-是黑洞吗? 时空旅行可以用黑洞吗? 黑洞和黑洞相撞会发生什么? 银河系中心有大黑洞吗?

大麦哲伦云面前的黑洞(中心)模拟视图。请注意引力镜头效应,以产生两个放大,以扭曲星云顶部的视野。银河系星盘出现在顶部,扭曲成弧形。图片:Alain r

文章来源:屋顶上的天文学家

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