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【科技資訊】黑洞究竟是什麼?它是一個漆黑無比的大洞還是巨大天體

“黑洞”的本質是什麼?

黑洞究竟是什麼?它是一個漆黑無比的大洞?還是某種漆黑的巨大天體?為什麼我們看不到黑洞內部的景象?這些問題你都能在下面的內容中找到答案!

首先,黑洞並不是傳統意義上的“洞”,也不是某種看不見的巨大天體,黑洞的本質是一個“奇點”以及包裹著這個奇點的“事件視界”,奇點和它的視界範圍是一個整體,因為黑洞周圍的視界本身就是因為奇點的誕生隨之出現的一種現象。

“奇點”,就是整個黑洞的中心,一般情況下,黑洞都是由大質量恆星演化來的,整個恆星的物質被壓縮,成一個無限小的點,所以在這個點上的物質密度高到無法想象,在奇點附近人類的一切物理定律都會失效!雖然我們都說“奇點”是一個“點”,但是從物理學的角度來看,“奇點”也可能是某種二維或者一維的狀態,對於人類來說,關於奇點的一切都充滿了神秘色彩。

我們常說的黑洞,其實指的是包裹著奇點的視界,視界指的就是黑洞的邊界,任何物質或者能量進入這個邊界後,就再也無法離開這個範圍。某種意義上來說,黑洞和“洞”有些相似,黑洞的本質是引力,因為奇點的密度特別高,產生了強大的引力,引力的強度就連光都無法逃脫,而引力本質是“時空彎曲”,奇點產生的時空曲率高到了某種我們無法理解程度,光線和輻射進入黑洞後就沒有辦法離開,所以黑洞不反射光,我們也就沒有辦法直接觀察黑洞。

引力是彎曲的“時空”,時空指的是時間和空間,在引力的影響下時間和空間都會發生“彎曲”,空間彎曲產生的影響就是物體會被引力源吸引,必須付出更多的能力來提升速度才能離開引力的束縛,時間彎曲產生的影響就是“鐘慢效應”,引力越強大的地方時間的流速會更慢一些。

一般來說,黑洞是質量比較高的恆星在崩潰時形成的。恆星的質量很高,體積也很龐大,但是恆星不可能一直保持穩定狀態,當恆星核心中的氫被消耗太多,無法保持穩定時,恆星就會快速演化,發生超新星爆發,根據質量不同恆星的核心會演化為“中子星”和“夸克星”或者是“黑洞”。

當恆星核心的核聚變燃料耗盡後,核聚變中止,沒有熱輻射產生的壓力影響後,恆星核心中的物質會向內部坍塌,因為中心的物質密度更高,產生的引力更強,外圍的物質向著內部坍塌壓縮,不斷的擠壓會導致物質的密度更高,恆星整體的質量越高,產生的黑洞就越大,當然也有一些恆星死亡後質量差一點點不夠變成黑洞,但是也不會演變成白矮星,這個狀態下誕生的天體被稱為“中子星”,整個星球就是一顆被壓縮出來的巨大原子核。

黑洞也不是永恆存在的,隨著時間的推移,黑洞也會慢慢的“蒸發”掉,在黑洞死亡時,會發生劇烈的爆炸,甚至是噴灑出大量的物質,被黑洞吸收的物質和能量攜帶的資訊會在黑洞死亡時被釋放出來。霍金認為,黑洞也在不斷的根據量子理論丟失質量,這種現象被稱為“霍金輻射”。

對於科學家來說,黑洞最重要的並不是它的種種特點,而是內部的“奇點”,因為人類的物理定律會在奇點附近失效,這代表我們現在的理論還不夠完善,可是因為事件視界的存在,我們永遠無法觀察黑洞內部的奇點,也無法觀察黑洞內部扭曲的時空以什麼樣的狀態存在。

但是,科學家認為,宇宙的某處可能存在著“裸奇點”,這種奇點沒有被“事件視界”包裹,物質可以進入這個奇點的引力範圍,也可以從這個奇點附近離開,如果找到這樣的奇點,人類就可以直接觀察奇點附近的現象,這很可能會讓我們的理論更加完善,解決很多難題。

但是人類一直沒有找到裸奇點,雖然理論上允許存在這樣的奇點,但是有很多人認為,宇宙本身並不想讓人類觀察到奇點,物理學諾獎得主彭羅斯的“宇宙監察假設”認為,沒誕生一個奇點就會誕生出一個事件視界,這個事件視界會阻止智慧生物觀察奇點,因為物理定律會在奇點附近失效,宇宙本身阻止人類觀察奇點,是因為物理定律在監督著奇點,防止所有的定律失效。

人類在未來是否可以找到“裸奇點”?宇宙真的禁止人類直接觀察奇點嗎?歡迎在下方留言!

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