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知否 | 黑洞那麼貪吃,最後會被“撐死”嗎?

知否 | 黑洞那麼貪吃,最後會被“撐死”嗎?

作者 | 喬喬

2018年3月14日,偉大的物理學家史蒂芬·霍金去世。霍金生前提出很多關於黑洞的理論,給科學界留下了珍貴的研究資料,也給我們留下了很多關於黑洞的好奇和想象……

黑洞也許是宇宙中最“霸蠻”但又很神祕的存在。說它“霸蠻”,是因為它太“貪吃”,可以吞噬臨近區域的任何物質;說它“神祕”,是因為真的很好奇,如果人掉進黑洞,會不會嚇得立馬“當場去世”?黑洞真的不挑食,難道不會被“撐死”嗎?

黑洞是什麼?它是如何形成的?

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黑洞屬於一種很奇異的天體,即使光也無法逃脫它的引力束縛,既然光也逃不出去,自然外面也看不見。別說用肉眼,就連很多高大上的科學儀器,都無法捕捉它的身影。

黑洞的形成和恆星的坍塌脫不了關係。中國古代就有記錄,某一天天空突然冒出了一顆特別亮的星星。後來我們才知道,那顆星星是因為“體重”超標,在自身重力的作用下自己塌陷了,同時伴隨著強烈的輻射,我們才看到它發出的很亮的光。

總結一下,質量比較大的恆星,當其能量耗盡就會變成一個黑洞。那質量小一點的恆星呢?在能量耗盡後,會變成中子星,再小點的就會變成白矮星。

對黑洞的研究始於何時?

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黑洞研究已有100年曆史,愛因斯坦提出廣義相對論後,科學界開始了對黑洞的嚴肅研究。嗯?難道之前的研究都是鬧著玩的?

1783年,英國牧師兼自然哲學家,地震學之父約翰·米歇爾的人提出了一個和“黑洞”特性相近的疑問,但在當時有很多問題大家還沒弄清楚,就沒有“嚴肅對待”米歇爾的說法。

事情在1915年發生了轉變,那一年愛因斯坦廣義相對論正式發表,提出了一個大膽的假設,這個假設其實就是我們今天提到的“黑洞”。四年後,1919年,英國人證明了愛因斯坦這個假設是對的

直到1967年,美國物理學家約翰·惠勒正式開始使用“黑洞”一詞。

如果人類掉進黑洞會怎麼樣?

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黑洞裡面仍然有時間和空間,有可能黑洞真的是長生不老,而且會長得越來越大,越來越胖。

接下來是開腦洞時間:如果宇航員駕駛一艘非常結實、不會被引力壓壞的飛船進入黑洞,會發生什麼呢?科學家會嚴肅地告訴你:首先,飛船是否結實不是關鍵,宇航員自己是否結實才是最關鍵的。

事實上,一旦“掉”進黑洞,宇航員會感受到沿著下落方向的巨大拉伸力,估計就像是一個人被沿著頭和腳的方向用力拉扯吧!如果他進入的黑洞的質量比較小,宇航員會被“扯”成麵條。如果他進入的黑洞質量很大,開始進去時他可能不會有太多的感覺。但是進去之後就會一直往黑洞的中心奇異點落去,直至最後粉身碎骨,

至於接下來會發生什麼或恐怖或奇妙的事情,我們就不得而知了。

黑洞這麼“貪吃”,它真的能裝下這麼多東西?

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我們在開頭提到,黑洞會吞噬臨近區域的任何物質,不禁讓人疑惑,它真的是“肚裡能撐船”,裝得下“一切”嗎?

1974年,物理學家史蒂芬·霍金提出了黑洞的輻射理論,即霍金輻射。根據這個理論,黑洞會通過霍金輻射損失一部分質量和能量。

雖然霍金輻射會讓黑洞“冒汗”,但是消耗的量遠遠比不上它們貪吃的量,所以也就根本無法減肥。

事實上,宇宙中的所有物質最後都可能落入到這些貪吃的黑洞的內部,到那時候,宇宙中就真的是漆黑一片了。

讓我們先掙脫想象,回到現實,嚴肅地科普一下目前關於黑洞的研究進展。

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目前,人類在銀河系已發現近20個恆星級黑洞,而銀河系中預計共有1000萬個黑洞。我國科學家也在堅持不懈地努力,利用我國的重大科學裝置郭守敬望遠鏡(大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡,即LAMOST)去發現銀河系中更多的黑洞。

我們對黑洞的研究這麼上心,對科學的發展有啥意義呢?

科學家說了,對黑洞的研究就是我們要理解這方面自然規律,其中重要的方面就是理解量子力學和引力理論的關係以及黑洞在宇宙演化中的作用。

這也不是說黑洞比其他現象重要,只是很多人對這個感興趣,而很多東西我們又還不理解,所以進行研究。至於弄清楚後,能否實現時空旅行等人類美好的願望,就是應用問題了。

網易科技《知否》欄目,好奇世界,與你一起探索未知。

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