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如果掉进黑洞会发生什么?-- 关于黑洞的“脑洞大开”问答

发布时间:2022-05-23 12:15    来源:114资讯

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原标题:如果掉进黑洞会发生什么?-- 关于黑洞的“脑洞大开”问答

新华社客户端上海5月13日电(记者张建松)北京时间12日晚,包括中国在内的全球多地天文学家,同步公布了银河系中心超大质量黑洞—人马座A*的照片。这是人类“看见”的第二个黑洞。

银河系中心黑洞的首张照片 (EHT合作组织提供)

什么是黑洞?黑洞是如何诞生的?黑洞里有什么?如0果掉进了黑洞会发生什么?黑洞会消失吗?我们能制造出黑洞吗?……这些关于黑洞的“脑洞大开”问题,请看来自发布黑洞照片的“事件视界望远镜”(EHT)合作组织专家的科学解答。

问:什么是黑洞?

答:黑洞是引力极强的时空区域,任何东西,甚至光(电磁波)都无法逃逸。因为光无法逃逸,我们称之为“黑”;因为物质无法逃逸,我们称之为“洞”。“事件视界”是区分黑洞内部和外部的边界面,它标识出“无返回区”,即一切穿过事件视界的东西,永远不可能逃逸。

问:黑洞是如何诞生的?

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答:黑洞形成最简单的方式,是在年老的大质量恒星塌缩过程中形成的,期间伴随超新星爆发。如果恒星的质量足够大(至少有几十倍太阳质量),恒星的残余部分就会坍缩成一个黑洞。恒星级黑洞形成的其它理论还包括:在宇宙大爆炸后不久由物质直接塌缩形成。黑洞通过吸积、“暴饮暴食”或与其它黑洞合并,还可以不断增长,成为更大质量的黑洞。

问:宇宙中有多少黑洞?

答:据估计,宇宙中任何星系中都会存在许多质量与恒星差不多的黑洞。大多数星系中心都有一个超大质量黑洞,有多至上千万个小黑洞。根据黑洞质量的大小,天文学家们将宇宙中的黑洞分为三类:恒星级质量黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。恒星级质量黑洞,质量在几倍至几百倍太阳质量之间;超大质量黑洞,质量在几百万倍太阳质量至上;中等质量黑洞,质量位于两者之间。

问:距离地球最近的黑洞在哪里?

答:目前所知,距离地球最近的超大质量黑洞,就是银河系中心超大质量黑洞--人马座A*,距离地球2.7万光年,它的质量超过太阳质量的400万倍;距离地球最近的恒星级质量黑洞,是麒麟座 V616,距离地球3000光年,它的质量是太阳质量的11倍。

问:银河系中心超大质量黑洞会影响地球吗?

答:不会。银河系中心距离地球非常遥远,其引力影响,只是我们和银心之间所有恒星所造成的引力影响的一小部分。不过,它可以让我们深入了解空间和时间的本质。

问:黑洞里有什么?

答:这还未知。因为我们还无法接触那里的东西,目前还无法知道物质是否被压缩了、或者全部到达中心的“奇点”。

问:如果掉进了黑洞会发生什么?

答:如果掉进了一个小黑洞,你会遭受所谓的“意大利面化”(这是一个科学术语)。因为把你拉向“奇点”的力,比如说,它作用在你脚上比作用在你头部更高,所以你会被拉伸,变得像意大利面。如果掉进了一个巨型黑洞,你不会受到这种潮汐力的影响。因为与较小的黑洞相比,一旦你越过黑洞视界,潮汐力需要更长的时间才变得足够强大。

问:黑洞会“消失”吗?

答:根据“霍金辐射”原理,经过一段时间后所有物质都会蒸发。对于迷你黑洞来说,这可能只需几秒钟。对于一个质量相当于一座山的黑洞来说,它需要20 亿年。对于像太阳这样大质量的黑洞来说,需要 10 的 67 次方年!(蒸发时间与体积成正比,即与质量的立方成正比)。

问:我们能制造黑洞吗?

答:一些人声称,让粒子在大型加速器中碰撞是可能制造出黑洞的,但这些黑洞蒸发得非常快,可能是毫秒或秒。以目前的技术,我们无法仿真恒星的碰撞,因此我们无法在地球上的任何实验室中,制造出真正的黑洞。

问:我们能利用黑洞进行引力助推吗?

答:理论上是可行的。人类可以利用黑洞质量非常大的事实,但人类也可以利用行星或恒星来实现这一点。不过,恒星和黑洞都距离地球太远了,现在都还无法实现。

问:我们真的能给黑洞拍照片吗?

答:我们能拍摄到黑洞的“阴影”,却不能直接拍摄到黑洞本身。与生活中使用照相机的拍照不同,我们拍摄黑洞图像,需要用到去卷积化等先进的处理技术。对黑洞事件视界尺度直接成像,是事件视界望远镜(EventHorizon Telescope,EHT)合作组织的主要目标。EHT的科研目标不仅在于证明黑洞的存在,更要了解更多黑洞相关的物理性质、以及气体被吞噬的过程。

新华社『上天入海』工作室出品

来源:新华社返回搜狐,查看更多

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