宇宙黑洞是什么 宇宙黑洞里面是什么样子图片(解密宇宙黑洞是什么)

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发布时间: 2021-02-18 15:43:28
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经常出现在科普文章和科幻小说中的黑洞是一个耳熟能详的名词,但是黑洞到底是什么呢?似乎又觉得奇怪了,然后用简短的语言为你破译什么是黑洞。

黑洞示意图。图片来源:美国宇航局/JPL-加州理工学院

在了解黑洞之前,首先要知道逃逸速度是多少。

你一定要跑得快才能逃出黑洞吗?

脱离速度是指无动力物体脱离天体表面不再脱落的最低速度。以地球为例,不考虑地球大气层,物体离开地球的速度是每秒11.2公里。只要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离开的速度,它就会再次落回地球。脱离的速度与天体表面的引力有关,与物体本身的质量无关。一块小石头和一座房子脱离地球表面的速度是每秒11.2公里。

月球的引力比地球小,所以离开月球表面的速度只有每秒2.4公里。太阳表面的引力比地球大,所以离开太阳需要每秒618公里以上。

如果是在黑洞表面,脱离黑洞的速度是多少?黑洞的逃逸速度超过每秒30万公里,也就是超过光速。但是世界上没有什么东西能比光跑得更快,所以即使是光也不能离开黑洞的表面,这意味着一旦有什么东西落入黑洞的事件视界,它就永远不会跑出去了。因为即使是光也是不可分的,黑洞不发射任何光。这种物体被称为黑洞。

史瓦西黑洞

黑洞的概念最初是从理论上计算出来的。1915年,爱因斯坦发表了他的广义相对论。几个月后,德国物理学家卡尔·史瓦西在爱因斯坦的重力场方程中找到了精确解。史瓦西的精确解导致了所谓的史瓦西半径,它是一个不旋转且不带电荷的黑洞的大小,在这个黑洞中没有任何东西可以逃脱,包括光。

施瓦茨的照片。图片来源:WJ百科全书

史瓦西把他的计算结果发给爱因斯坦,爱因斯坦非常惊讶,因为爱因斯坦本人当时只算出了近似解,爱因斯坦用这个近似解成功地解释了水星近日点进动。更令人敬佩的是,史瓦西当时病重,在苏联前线为德军作战,即使在这样的情况下,也取得了如此惊人的成绩!

史瓦西在给爱因斯坦的信中写道,“如你所见,这场战争对我来说并不坏。虽然我在战争当中,但战争让我暂时远离这个世界的烦恼,在你创造的世界里畅游。从这段话可以看出史瓦西对科学的热爱。不幸的是,史瓦西于1916年5月去世,享年42岁。

可能是黑洞的概念太奇怪了。爱因斯坦认为宇宙中没有黑洞。他认为黑洞只存在于相对论的概念中,是理论计算出来的东西。这个连爱因斯坦都怀疑的天体到底存在不存在?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?黑洞怎么长大的?天鹅座X-1是不是黑洞?可以用黑洞做时空旅行吗?黑洞和黑洞相撞会撞出什么?银河系中心有一颗大黑洞吗?

大麦哲伦星云前方黑洞的模拟视图。请注意引力透镜效应,它会产生两个放大率来扭曲星云最高点的视场。银河星盘出现在顶部,扭曲成弧形。照片:阿兰·r

文章来源:屋顶上的天文学家

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