黑洞是太空中最可怕的现象之一。它们的引力十分大,以至于它们可以超出约束地歪曲空间和时刻。
因而咱们提出了一个问题:假如这样的怪物忽然呈现,或许在咱们太阳系邻近游览会发作什么?
在答复这样的一个问题之前,咱们应该首要澄清一些其他问题。它会呈现在多远的间隔之外?它从哪里来?这个黑洞会有多大?
遇到黑洞的或许性?
首要咱们要阐明,咱们的太阳无法变成黑洞,因为恒星的引力坍缩,要求该恒星的质量比太阳质量要大10到15倍。咱们银河系里没有这样的恒星,也不会再被发现。离咱们最近的是红矮星,每个矮星的分量大约为太阳质量的8-60%。
因而,咱们只剩下两种或许性。榜首,暗示了黑洞在地球邻近自行呈现。咱们咱们可以向那些大小不一的极具招引力的强子对撞机确保,这种要挟很小。
但第二种或许性更有或许成为实际。2000年,天体物理学家证明了存在黑洞穿越世界。可是,其中之一经过咱们太阳系的或许性很小,不过这值得探究。
黑洞怎么歪曲时空?
在很远的间隔上,黑洞的行为就像质量很大的一般物体相同,也便是说,它遵从古典力学规律和牛顿万有引力规律。事实上,不或许依据它们的行为来区别重达265个太阳的蓝矮星与质量相同的黑洞。
可是在咱们挨近这个漆黑怪物的时分,爱因斯坦的广义相对论规律开端起效果。依据这个规律,引力能歪曲空间和时刻,尤其是当咱们处理黑洞的时分。
图解:坐落M87中心的超大质量黑洞,推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上榜首张直接对黑洞观测的地理印象,由工作视界望远镜所拍照,发表于2019年4月10日。
当世界飞船飞向这个巨大怪物的时分,咱们会留意到,咱们越挨近黑洞,在企图坚持圆形轨迹时,船上的引擎会比平常愈加卖力。当无法使安稳的螺旋线呈现黑洞的视界中时,一个点将会呈现,连光都不或许从那里逃脱。
你会发现了自己陷入了一个黑洞,朝着奇点进入了无限变形的空间和时刻中心,而已知的物理规律现已无效了。
图解:大麦哲伦云面前的黑洞(中心)的模仿视图。请留意引力透镜效应,然后发作两个扩大,以星云最高处歪曲的视界。银河系星盘呈现在顶部,歪曲成一个弧形。
当挨近漆黑怪物时,时刻开端变慢。可是对你来说,什么都不会改动,但关于外面的观察者来说,你的飞船周围的时刻将会像糖浆相同开端活动。当你开端挨近视界时,它在外部看来像是静止不动的。因为光线无法逃离黑洞,这将是他人关于你的存在所知道的最终一件事。
黑洞的挨近:
幻想一下,现在发作了不行幻想的工作。咱们银河系外的一个巨大黑洞挨近了新爆破的超新星,而这个超新星以每秒几百公里的速度将巨星面向咱们的银河系。
咱们怎么能知道这正在发作?
咱们没有很好的办法知晓。除非黑洞开端与可见物体相互效果,不然连光都无法从它的‘毛孔’中逃脱。
因而,与其在深色地摊上找一根黑色的头发,不如直接考虑怎么确认伟人正在挨近咱们。
首要,遭到黑洞影响的物质会宣布可以抵达咱们的粒子流。
其次,地球居民可以检测到黑洞周围空间的变形。爱因斯坦相对论所猜测的引力透镜被地理学家在许多星系,黑洞或许太阳等大型物体邻近屡次被留意到。
可是,即便在抱负情况下,也很难留意到漆黑怪物的到来。为了使太文学家可以检测到恒星辐射的改动,黑洞有必要正好穿过恒星与咱们之间,也便是穿过了它的射线。但即便是在这种情况下,咱们依然要十分走运才干留意到这种影响。
最终,黑洞或许对天体发作引力效果,比方行星,恒星,小行星和彗星。因而,咱们又搬出了开始的问题:这颗黑星会在太阳系多远的当地经过?
审判日
明显,黑洞越近,成果对咱们越晦气。幻想一下,一只麻雀飞过树枝间的蜘蛛网。挨近这个巨大的黑洞或许会改动行星的轨迹,或是整个太阳系的畸变。
假如黑洞施加的引力是咱们绕太阳的轨迹更近,或许离太阳更远,则或许会发作灾难性的气候改动,比方海啸,飓风以及前所未有的地震。
在最坏的情况下,挨近咱们的黑洞的经过会直接将咱们发射到酷热的太阳中心,或是将咱们撞到冰冷的太空中。
正如闻名天体物理学家尼尔 德格拉西 泰森(Neil Degrassi Tyson)所欲言的那样,“黑洞决议对太阳系金星拜访的日子,将是一个十分令人绝望的阅历。”
黑洞内的旅程
让咱们幻想一下,咱们的访客不仅是一个黑洞,并且是一个超大质量的怪物,他的视界时整个太阳系的五倍以上。自然而然,这样的伟人可以吞噬咱们的太阳和行星,就像白鲨吃掉不幸的金枪鱼相同。
那咱们能看见漆黑怪物的内部吗?假定咱们建立了一种维护罩,可以维护地球免受任何外部的要挟,包含以百万G为单位的巨大重力。地球会沿着螺旋形的轨迹滑进一个咱们并不等待的访客的视界。
在这种情况下,当一个质量为500万个太阳的巨大黑洞坐落咱们银河系的中心时,在穿过视界之后,抵达奇点之前,咱们将有16秒下降。
在这次游览中,咱们将能清楚看到星星,因为他们的光线穿透的黑洞。可是歪曲的空间和时刻会使他们改头换面。在咱们看来,如同咱们正在经过某种无法幻想的万花筒看它们相同。
在奇点邻近,咱们周围的整个世界将缩短成为一束蓝光,然后从前剩余的地球将进入无线歪曲的状况,这便是咱们所指的时空鸿沟。
相关常识
黑洞(英语:black hole)是依据广义相对论所推论、在世界空间中存在的一种质量相当大的天体和星体(并非是一般认知的“洞”概念)。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反响的燃料耗尽后发作引力坍缩而构成。
图解:艺术家笔下的黑洞。
黑洞的质量是如此之大,它发作的引力场是如此之强,以致于很多可测物质和辐射都无法逃逸,就连传播速度极快的光子也逃逸不出来。因为相似热力学上彻底不反射光线的黑体,故名黑洞。在黑洞的周围,是一个无法侦测的工作视界,标志着无法回来的临界点,而在黑洞中心有一个密度趋近于无限的奇点。
图解:黑洞吸积
吸积是天体经过引力“招引”和“堆集”周围物质的进程。吸积进程广泛存在于恒星构成、星周盘、行星构成、双星体系、活动星系核、伽玛射线暴等进程中。吸积在天体物理学中是比核聚变等其他动力更高效的产能方法。例如发作在黑洞或中子星周围的吸积进程可以将被吸积物质静质量能的10%以上转化为辐射的能量。因为被吸积的物质往往具有角动量,因而会构成吸积盘。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.地理学名词
3. 林语墨- learning-mind
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