万年历

黑洞

2020/4/28 14:58:41
万年历日历:黑洞知识
黑洞知识
黑洞会吞噬地球吗

人们对于黑洞这一存在还是感到恐惧的,首先是未知,其次听说会吞掉任何东西,包括其他恒星。所以,人们觉得有一天黑洞可能会吞掉地球。那么,黑洞会吞噬地球吗?地球距离黑洞有多近?下面我们一起来看看离地球最近的黑洞在哪吧。

黑洞会吞噬地球吗 离地球最近的黑洞在哪

会。地球被黑洞吞噬是意外情况或者说是随机情况下可能被黑洞吞噬,正常情况地球会被太阳达到它的寿命终点时转换成白矮星之前的不断膨胀中吞噬,太阳寿命终结时会变成一个爆发的超新星,不断地膨胀吞噬整个太阳系,然后塌缩成质量密度超高的白矮星,中子星或脉冲星。

黑洞没有具体形状,你也无法看见它,只能根据周围行星的走向来判断它的存在。也许你会因为它的神秘莫测而吓的大叫起来,但实际上根本用不着过分担心,虽然它有强大的吸引力但与此同时这也是判断它位置的一个重要证据,就算它对距地球极近的物质产生影响时,我们也还有足够的时间挽救,因为那时它的“正式边界”还离我们很远。况且,恒星坍缩后大部分都会成为中子星或白矮星。但这并不意味着我们就可以放松警惕了(谁知道下一刻被吸入的会不会是我们呢?),这也是人类研究它的原因之一。

恒星,白矮星,中子星,夸克星,黑洞是依次的五个密度当量星体,密度最小的当然是恒星,黑洞是物质的终极形态,黑洞之后就会发生宇宙大爆炸,能量释放出去后,又进入一个新的循环。

与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。

在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。

更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!

“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。

关于黑洞吞噬人类的传说

1923年2月5日,巴西佛得角上的600名居民突然失踪,从此他们再也没有出现过。警方仔细对那一带进行了搜查。在学校里,他们发现一支枪丢在地上,显然是用来抵抗突如其来的外力的。在教室的黑板上写着:“没有人来拯救我们。”

古希腊人认为,大批的人之所以突然消失,是因为得罪了海神普罗特斯。普罗特斯一般都在海底沉睡,每50年出现用一次餐。他通过爆发的火山来到人世间,可以变换成任何形象出现。

因此,人们必须向他供奉几百名处女,放在火山口供他食用。然后这些处女就会不留痕迹地神秘消失,留下的只有她们身上的镣铐。

这些人的失踪与所谓的“黑洞”有关。地球上的时空周期性地发生变化,整个城市处于完全不同的四度空间,有时甚至“被踢出去”。地球上有很多这样的黑洞,人们经常会莫名其妙地遭遇它们。

但是,林德赛特教授说:“物体不可能穿越时空,因此,我们可以发现失踪者的物品留在了原地。”

而一些科学家对“黑洞”进行了更为深刻的研究,他们指出“黑洞”是根据广义相对论预言存在的天体,它凭着自身的引力把空间中的一切“禁闭”起来。

黑洞的大小若用质量相比较的话,那么具有太阳质量的黑洞,其半径只有3公里。黑洞把一切物质吸入,连光都不可能逃逸出来。


黑洞是几维空间

虽然很难理解,但是很多影视剧作品都在告诉我们,宇宙中存在着多维空间,但目前还没有确切的依据证明这一观点。那么,黑洞是几维空间呢?据说,宇宙中还有一种存在叫“虫洞”。虫洞又是什么?黑洞和虫洞的区别是什么?一起来看看黑洞和虫洞分别在几维吧。

黑洞是几维空间 黑洞和虫洞分别在几维

早在一百年前,世界著名物理学家爱因斯坦就提出,宇宙中所有物体都有扭曲空间和时间的能力。利用物体间的相互吸引,在重力作用下,时空变形会发生不同程度的变化,曲率半径与物体之间的重力直接相关。

事实上,宇宙本质上是一个多维时空世界,但目前我们地球上的空间是相对简单的三维空间。早在零世纪,人类科学家就开始对黑洞进行了一系列的研究,但遗憾的是,由于黑洞的机制和性质很少,所以长期的研究还处于起步阶段。

当物体接近黑洞,无论多么小的自身质量的黑洞,它扭曲了空间和时间的黑洞强大的引力下,与物体所处的时空在黑洞被吸入。如果我们想突破三维空间中的三维世界,当前的方法应该是扭曲黑洞时空并到达另一时空。

电影里拿一张纸简单解释了虫洞,纸张是平面的,即代表二维世界,只有XY轴,当纸张对折,即沿着第三维Z轴发生扭曲,用笔将纸张穿个洞,电影解释这就是虫洞,此时的虫洞其实就已经是处于三维空间内了,二维人要穿越虫洞,即是通过第三维Z轴穿越的,在虫洞内的二维人即处于三维空间。

同样道理,三维空间沿第四维发生扭曲,即沿时间轴扭曲,在时间轴方向上穿洞,即为我主贴说的三维空间在四维空间的虫洞,三维人在虫洞内实际上是在时间轴方向上,即处于四维空间中。即电影里男女主穿越虫洞时处于四维空间中。

而电影里的黑洞中,明确说处于五维空间中,这个五维空间可以理解为四维空间沿第五维方向上发生扭曲,在扭曲中沿第五维被穿洞,即四维空间在五维空间中的虫洞,男主即处于这个虫洞中。

也就是说,电影的观点是——黑洞即是虫洞,只不过不是三维在四维方向的虫洞,而是四维在五维方向上的虫洞。

什么是虫洞?

时空洞(sofa)又称爱因斯坦-罗森桥,也译作蛀孔。是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1916年由奥地利物理学家路德维希弗莱姆首次提出的概念,1930年由爱因斯坦及纳森罗森在研究引力场方程时假设的,认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。

由阿尔伯特爱因斯坦提出该理论。简单地说,“虫洞”就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的开启。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来,并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道,所以也叫"灰道"。

理论上,虫洞是连结两个遥远时空的空间隧道,就像是大海里面的漩涡,是无处不在但转瞬即逝的。这些时空漩涡是由星体旋转和引力作用共同造成的。就像漩涡能够让局部水面跟水底离得更近一样,能够让两个相对距离很远的局部空间瞬间离得很近。不过有人假想一种奇异物质可以使虫洞保持张开,也有人假设如果存在一种叫做幻影物质(Phantommatter)的奇异物质的话,因为其同时具有正能量和负质量,因此能创造排斥效应以防止虫洞关闭。

迄今为止,科学家们还没有观察到虫洞存在的证据。为了与其他种类的虫洞进行区分,一般通俗所称“虫洞”应被称为“时空洞”。

白洞的存在

白洞是一个强引力源,其外部引力性质均与黑洞相同,白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞理论主要可用来解释一些高能天体现象。

白洞是宇宙中的喷射源,可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射,所以白洞是一个只发射、不吸收的特殊宇宙天体,与黑洞正好相反。

广义相对论所预言的一种性质正好与黑洞相反的特殊天体。白洞目前还仅是一种理论模型,但尚未被观测所证实。按照白洞理论,白洞和黑洞相似,也有一个封闭的边界。聚集在白洞内的物质,只可以经边界向外运动,而不能反向运动。因此这种天体外面的物质不能进入。

根据白洞理论,有人认为类星体的核心可能是一个白洞。当白洞内超密态物质向外喷射时,就会同它周围的物质发生猛烈的碰撞,从而释放出巨大能量。由此推断,有些X射线、宇宙线、射电爆发、射电双源等现象,可能会与白洞的这种效应有关。白洞的力是排斥力与黑洞的吸引力相反的力。

总之,我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少,它们还是神秘的东西,很多问题仍需要进一步探讨。天文学家已经间接地找到了黑洞,但白洞、虫洞并未真正发现,还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。


7亿光年外存在超大黑洞被证实

7亿光年外存在超大黑洞被证实 质量是太阳的400亿倍

讯 从天文学家的最新发现来看,在银河系中有很多黑洞还没有被发现,而现在,就在7亿光年外,科学家们发现,这里存在着一个超大的黑洞,并且已经被证实确实存在。据科学家分析,这个黑洞的质量是太阳的400亿倍,目前是最大的。

天文学家最近发现,银河系中有数百万个尚未发现的黑洞。我们知道黑洞的重力加速度是如此之大,以至于光都无法逃脱它。现在科学家们发现了一个超大黑洞,其质量是太阳的400亿倍。

这个黑洞名为霍尔姆15A,是一个超巨型椭圆星系,距离地球约7亿光年,位于Abell 85星系团的中心。霍尔姆15A是迄今为止通过跟踪其周围恒星的运动而发现的最大的黑洞之一。

研究人员说:“这是在局部宇宙中直接动态探测到的最大质量黑洞,考虑到它所处星系的性质,这比预期的要大4—9倍,而且,它可能是由两个内核已经耗尽的椭圆星系合并而成。”

霍尔姆15A中导致超大质量黑洞形成的环境“可能很罕见”,但它表明这种大小的黑洞可能存在。

研究论文作者、西班牙空间科学研究所的玛尔梅兹夸说:“我们发现的黑洞比预想的要大得多,它们这么大是因为天生的,还是因为某些理想条件允许它们在数十亿年间长得那么大,目前我们还无法知道答案。”

研究人员希望进一步研究这个巨大的黑洞,并围绕它进行更复杂和详细的建模。反过来,这将帮助他们弄清楚这些黑洞究竟是如何形成的,以及有多少这样巨大的黑洞尚未被发现。

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黑洞照片怎么拍的

这两天,黑洞照片的出世轰动了全世界,这可是世界上首张黑洞的照片。据说,冲洗这张照片需要两年的时间。那么,到底黑洞照片怎么拍的呢?为什么黑洞照片冲洗这么难?专家总结了黑洞发布的三个难点。下面我们来看看黑洞照片发布三大难点是什么。

黑洞照片怎么拍的 黑洞照片发布三大难点是什么

全球多个国家和地区的科研人员组成“事件视界望远镜”项目(EHT)尝试观测黑洞的“事件视界”。何为“事件视界望远镜”?EHT是一个由分布在全球各地的射电望远镜组成的虚拟望远镜阵列,口径与地球直径相当,由全球200多位科研人员共同参与。

而黑洞照片为啥“冲洗”需要约2年时间呢,一方面是数据量非常大,涉及到全球八个不同地方的望远镜,另外是在数据处理的过程当中很多技术难点导致处理时间比较长。

中国科学院国家天文台研究员苟利军表示,这相当于第一次直接帮助我们确认黑洞的存在。

此前,天文学家都是通过各种间接的证据来表明黑洞的存在,而EHT项目,则是通过这个拥有地球直径的“虚拟望远镜”直接观测到了黑洞边缘的图像。人类首张黑洞照片的问世,将对研究黑洞具有重要意义。

黑洞照片发布三大难点是什么

第一张真实的黑洞照片来相当来之不易,早在2017年4月份就已经完成拍摄,但直到今天,过了整整两年,才有了第一张的照片。这其中过程非常困难,即便以超级计算机来处理,也需要非常漫长的时间。

为了拍摄到位于五千多万光年之外的超大质量黑洞,需要分布在全球的8个天文台的射电望远镜同时对目标进行拍摄。通过干涉技术,可以使射电望远镜的等效直径达到地球直径,从而有能力分辨出遥远黑洞的事件视界。

虽然实际的观测时间只有五天,但产生了海量的观测数据,相当于大型强子对撞机在五年内产生的数据。如此庞大的数据量,甚至都无法在线传输。为此,天文学家只能把数据记录在硬盘中,然后再送到两个独立的数据中心——马克斯普朗克射电天文学研究所和麻省理工学院。在那里,数据被超级计算机分别进行独立处理。

数据量不但极其庞大,而且处理起来还极其麻烦。因为环绕黑洞运行的气体运动非常复杂,没有现成的工具可以进行处理。另外,超级计算机还要校准不同望远镜接收到信号的时间差,而这又是一项庞大的工程。

总之,对于黑洞的数据处理是前所未有的。即便在超级计算机的辅助下,仍然需要两年的时间才能把第一张黑洞照片“冲洗”出来。

总结三大难点:

(1)数据运输花了很长时间,最后用飞机花了几个月运输千万亿大小字节的数据;

(2)对校准非常小心,观测所有黑洞在本质上起重要作用的小碰撞和摆动;

(3)内部设立独立审查小组处理所有数据。

黑洞是什么形状的?

在理想状态下,只要一个黑洞是孤立的,那么它就是一个绝对黑暗的空间。黑洞到底是什么,我们谁也不知道,只知道它们可能存在,但绝对是看不见它的。根据科学家们的探测,只有通过在事件视界区域的发光,才有可能确定它的存在。出现这种情况有两个原因:

(1)黑洞制造了一个弥漫气体尘埃云的图像,里面的密度在不断增加。

(2)通过黑洞附近的光量子,改变了它的轨迹。有时这种变形是如此巨大,以至于在它进入内部之前,光线在其周围弯曲可达数次。

根据天文学家的说法,这颗恒星是有形状的,它看起来就像一弯新月。这是因为面对观察者的一方,由于特殊的空间原因,看起来总是比另一方更明亮。“新月”中间的黑圈就是一个黑洞。


黑洞有人进去过吗

黑洞有人进去过吗?我们经常能从一些影视资料中看到黑洞的威力——会把人给吸进去,吸进去后掉入到了另一个宇宙平行空间。当然,这也仅是影视作品的拟构,到底有没有人进去过没有一个准确的答案。那么,黑洞里面有没有生命呢?我们一起来看看科学家的解释。

黑洞有人进去过吗 黑洞里面有没有生命

一般情况下,没有人进入黑洞,因为距离太远,到达不了。

黑洞是相对论中预言的密度极大、体积极小的天体,连光都无法逃脱它的引力。爱因斯坦曾经告诉我们,重力会导致时空扭曲。当一颗恒星燃烧殆尽的时候,会产生极端的密度。体积变得无限小,引力却变得异常庞大。在边界范围内的任何物体都无法逃脱。连时间都被引力拉扯的非常长!最后形成了黑洞。吸引着一切靠近的物体!

在电影《星际穿越》中,一颗全是水的星球。因为靠近黑洞,引力变得非常的大!潮汐引力会让只有及膝深的水变成滔天巨浪!更恐怖的是,这个星球上面的一个小时等于外面时间的整整七年!简直比古代神话传说中的“天上一日,地下一年”还要夸张!而当男主角从这颗水星球逃离出来的时候,用了三个多小时,但是外面已经过了23年了!他的女儿都从10岁变成33岁,变成了和自己是同龄人。这种时空上的扭曲差异让人惊叹不已!

如果有人进入黑洞,会出现以下情况:

第一种就是很现实的问题,人进入黑洞,质量会在巨大的引力下分解,这么说,人基本上就已经死了,人死了,当然没有知觉。其实具体来说就是黑洞施加于人头脚的巨大引力差会把人拉成百倍长——撕碎无疑,所以即使是进入那个黑洞的人也无法观察到什么。更不要说穿越了。

第二种就是人假如不会可以逃避引力的吸引,简单的说就是进入黑洞不死,那么在黑洞中会观测到什么呢?根据相对论,时间是相对流动的。黑洞引力强大,所以时间流逝的飞快。如果进黑洞的人不死的话,他感受到的时间会比黑洞外的人长很多。比如黑洞外的时间过了1分钟,极靠近黑洞的那个人可能会感受到十年的时间流逝,且越接近黑洞则时间过得越快。而且可能会进入五维空间,可以实现穿越。

黑洞里有生命吗?

道库恰耶夫提出了某些黑洞类型的可能性。他说,在一个带电旋转的黑洞内部,某些区域的光子能在稳定的周期轨道上存活。也就是说,尽管黑洞破坏性无比强大,但是它的内部环境却适合生命存在。

他近期在康奈尔大学在线期刊上发表了一份研究报告,报告指出,如果黑洞中存在适合光子的稳定轨道,那么将有可能存在行星的稳定运行轨道。但这种稳定的轨道仅存在于跨越黑洞表面的临界点,进入黑洞表面则出现时间和空间的逆转。

超越黑洞表面还有另外一个领域,叫做“柯西表面”,在这里时间和空间处于稳定状态。在“柯西表面”可能存在生命体,但它们的进化和生存状况与人类完全不一样,它们能够承受巨大的潮汐引力波动。

文明程度远胜人类外界无法观测,道库恰耶夫分析说,超大质量黑洞非常强大的引力足以吸收周围一切物质,包括光,所有经过黑洞“视界”的物质都不再存在。

道库恰耶夫认为,黑洞中很有可能存在外星生命,它们的文明程度已经远胜人类,属于三级卡尔达肖夫指数的智慧文明,从黑洞外部根本无法观测到。

然而,也有科学家指出,虽然道库恰耶夫提出的是一个令人兴奋的观点,但该观点目前仅停留在理论阶段。由于超大质量黑洞具有巨大的引力,任何事物都无法脱离黑洞,无法判断这一观点是否正确。

卡尔达肖夫指数:它共有三个等级,一级卡尔达肖夫指数文明是指可以控制利用一个星球;二级是指可以控制利用一个恒星;三级是指可以控制利用一个星系。


神秘绿色斑点发光之谜:黑洞强烈辐射激发

导语:据国外媒体报道,9年前,一位荷兰教师在通过望远镜做星系观测时无意间注意到一个奇怪的绿色光晕。这名荷兰教师没有料到的是,这个看似普通的天体,却将帮助天文学家们加深对于黑洞影响其所在星系演化历程方面的理解。

这个绿色团块被称为“汉尼的天体”,是在2007年首次被发现的,观测显示其距离地球大约有6.5亿光年。它正帮助科学家加深对于黑洞和星系演化方面的理解

现在,研究人员开始逐渐弄清这个发光天体背后的真正成因,同时揭示出一个黑洞快速成长的整个过程。这个绿色团块被称为“汉尼的天体”(Hanny's Voorwep),是在2007年首次被发现的,观测显示其距离地球大约有6.5亿光年。类似这样的天体非常罕见,天文学家们认为它们可能是从临近星系溢出的气体云团。

科学家们认定,一个距离该天体大约20万光年外的一个星系所发出的强烈紫外和X射线波段辐射是造成这个天体发出绿色光芒的激发源。这个星系的强烈辐射源自其核心位置存在的超大质量黑洞或者类星体。

但奇怪的是,这个编号为IC 2497的星系,其核心的黑洞目前的成长速度非常缓慢,已经并不足以产生类星体那样的剧烈辐射,从而激发“汉尼的天体”发光。但考虑到后者距离激发源非常遥远,因此可以推断其发光现象可能是某种滞后效应。

成熟星系的核心一般都存在超大质量黑洞,当大量气体尘埃物质向着黑洞落入时会产生强烈的辐射。当该过程抵达一定阶段,其核心区将形成所谓“类星体”,并产生剧烈辐射

这就意味着在20万年之前这个星系核心的黑洞位置所产生的辐射要比现在强烈的多,足以激发“汉尼的天体”发光。但由于后者的距离太过遥远,因此来自激发源的辐射经过20万年才最终抵达目标。基于这样的原因,科学家们推断,在接下来的20万年内,“汉尼的天体”发出光的亮度还将进一步变得更加暗淡。

然而情况却出现了变化,利用美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜所进行的观察显示,尽管其临近星系中的那个黑洞的确已经无法再产生当初那样强烈的辐射,但其目前的辐射强度仍然相当可观。科学家们之所以能够得到这一结论,是基于对星系IC 2497核心区域高温气体的观测。

这项研究的第一作者,瑞士苏黎世联邦理工学院的里亚·萨托里(Lia Satori)博士在论文中指出:“这些高温气体的温度结构表明在这个正趋于黯淡的黑洞周围存在一个气泡或空洞结构。”

在X射线辐射的核心区域显示存在较低温的气体,天文学家们认为这是存在于高温气体内部的一个大型气泡结构。这个气泡可能是黑洞吸积所产生的强烈偶极喷流吹走周遭高温气体之后所留下的产物。

超大质量黑洞位于星系核心,其质量常常可以达到太阳的数十亿倍,其巨大的引力常常会将大量气体和尘埃吸引到其周围

当这样的情形出现时,星系核心超大质量黑洞所产生的能量将从类似类星体那种向周遭空间的均匀辐射逐渐转向能量更为集中的喷流辐射,这也更加符合对该辐射源射电辐射波段的观测结果。研究人员表示:“我们得出结论,这个黑洞在其生命终结之前正向其宿主星系注入机械能,并因此提供了一个力学反馈的源,这与在X射线双星结构中所观测到的情形相似。”

对于一个质量是太阳质量10倍大小的黑洞而言,类似这种在行为上出现的变化可以在短短数周内发生。而在质量更大的天体,类似星系IC 2497核心的超大质量黑洞,这样的变化过程可能将需要经历数千年才能完成。

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