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黑洞到底是不是蟲洞?關於黑洞的9個有趣事實!

想像一下,宇宙有一個密度無限大的物體,它的密度大到沒有任何東西可以逃脫它的引力,衛星不可以,行星不可以,甚至連光都不可以,這就是黑洞——一個引力非常大的地方,對於任何意外偏離軌道的物體來說都非常危險。但是黑洞是怎樣形成的呢,它們為什麼這麼重要呢?以下是關於這些迷人物體的10個趣聞。

趣聞1:你不能直接看到黑洞。

因為黑洞確實是「黑」的——沒有光可以從它裡面逃逸——我們不可能通過我們的儀器直接探測到黑洞,不管你使用的是哪種電磁輻射(光、x射線等等)。美國宇航局指出,關鍵是要觀察這個洞對附近環境的影響。比如說,一顆恆星碰巧離黑洞太近的話,黑洞就會自然地拉住恆星並把它撕成碎片,而當來自恆星的物質開始流向黑洞時,這些物質會變得更快、更熱,並在x射線中發出明亮的光。所以在最新的黑洞照片中,發光的是黑洞周圍的物質,中間的陰影部分才是黑洞。

趣聞2:垂死的恆星會產生恆星黑洞。

當我們的太陽壽終正寢時,這個過程會相當平靜,太陽的核燃料耗盡之後它將會慢慢地變成一顆白矮星。但對於質量大得多的恆星來說就不是這樣了。我們現在假設有一顆質量是太陽質量20倍的恆星,當這些怪物耗盡燃料時,重力將大於恆星維持穩定形狀所依賴的自然壓力。據太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute)稱,當核反應產生的壓力崩潰時,恆星會發生引力坍縮,恆星的大部分甚至幾乎所有物質都會被爆炸拋入太空,這被稱為超新星。剩下的核心將會坍縮成一個奇點——一個密度無限大、幾乎沒有體積的點,這也是黑洞的另一個名字。

趣聞3:黑洞大小不一。

美國宇航局說,宇宙中至少有三種類型的黑洞,從相對較小的黑洞到佔據星系中心的黑洞都有。原始黑洞是最小的種類,其大小從一個原子的大小到一座山不等。恆星黑洞是最常見的一種,它的質量是我們太陽質量的20倍,並且很可能布滿了我們的銀河系。最後還有在星系中心的巨大黑洞,這些巨大黑洞被稱為「超大質量黑洞」,它們每一個都比太陽大100多萬倍。至於這些天體是如何形成的則仍在研究當中。

趣聞4:黑洞周圍會發生奇怪的時間現象。

舉個例子,一個人(B)看著另一個人(A)掉進黑洞里。從B的角度看,A的時鐘走得越來越慢。這與愛因斯坦的廣義相對論是一致的,該理論認為,當你以接近光速的極快速度運動時,時間會受到速度的影響(簡單地說)。黑洞扭曲時間和空間的程度如此之大,以至於A的時間似乎變慢了。然而,從A的角度看,他們的時鐘走得很正常,而B的時鐘則走得很快。

趣聞5:第一個黑洞直到x射線天文學被使用後才被發現。

天鵝座X-1最早是在20世紀60年代的氣球飛行中被發現的,但在大約10年後才被確認為黑洞。據美國宇航局稱,這個黑洞的質量是太陽質量的10倍,附近有一顆藍色的超巨星,其質量大約是太陽質量的20倍,但由於黑洞的原因,該超巨星正在「流血」和排放x射線。

趣聞6:黑洞將如何影響附近的行星?

行星到了黑洞內之後會發生什麼還只停留在理論層面上(雖然它可能會被重力壓碎)。但是,如果有一顆行星正繞著黑洞運行,而且距離足夠遠,可以逃脫黑洞的引力呢?那黑洞對這顆行星有什麼影響?

你得抓緊點東西了。麻省理工學院的Haystack 天文台的研究科學家傑弗里·克魯(Geoffrey Crew)說,儘管黑洞很大,但一顆繞軌道運行的行星將在一周或更短的時間就可以內環繞它運行一周,並且那顆行星將以光速運行,如果你非要去的話,請帶上暈車丸。

趣聞7:我們不確定是否存在蟲洞。

一個流行的科幻主題是關於如果有人掉進黑洞會發生什麼。有些人認為這些天體是可以通往宇宙其他地方的蟲洞,這些蟲洞會使超光速旅行成為可能。但因為我們仍然有很多關於物理學的問題需要解決,所以任何事情都是可能的。哈佛-史密森天體物理中心的Abi Loeb說:「由於我們還沒有一個理論能可靠地將廣義相對論與量子力學結合起來,所以我們還不知道能容納蟲洞的所有可能的時空結構。」

趣聞8:黑洞只有在離你太近的時候才會有危險。

就像籠子困住的生物一樣,如果你遠離黑洞的視界觀察它是沒有問題的(把視界想像成行星的引力場)。視界是一個臨界點,當你進入視界之後你就沒有任何獲救的希望,但是你可以從這個臨界點外安全地觀察黑洞。按這樣想的話,這意味著黑洞應該不可能吞噬宇宙中的一切(當然,除非我們對物理學或者對宇宙的理解進行某種重大修正)。

趣聞9:黑洞在科幻小說中經常出現。

有太多的電影提及過黑洞了。《星際穿越》的宇宙旅程就包括近距離觀察黑洞。《黑洞表面》探索了人造黑洞的現象——《星際迷航》宇宙中也討論過這個問題。《太空堡壘:卡拉狄加》、《星際之門:SG1》以及其他許多太空節目中也提到了黑洞。


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