黑洞:我们宇宙中最大的谜团

黑洞可能是已知宇宙中最大的谜团!

到目前为止,我们对它们知之甚少,因为我们的技术还不能让我们深入研究它们的特性,主要是因为它们都离我们的太阳系很远。

学习如此困难的另一个原因 宇宙中的黑洞,是它们不像恒星那样发出光脉冲,相反,它们强大的引力场甚至能够吸收附近的光,但这是我们稍后会解释的东西。

然而,从 1970 年开始,多亏了 斯蒂芬霍金斯 关于黑洞,我们已经能够更多地了解它们,包括关于它们的形状、组成、形成过程甚至它们在时间连续性变化中的关系的可证明数据。

彗星可以和黑洞一样有趣! 不要错过我们关于 彗星的部分

但我们对黑洞真正了解多少?

如果你看过克里斯托弗·诺兰的电影: 星际穿越(2010) 而你什么都不懂,那是因为你还不够了解 黑洞。

我告诉你,这部电影是基于爱因斯坦的广义相对论,它指出我们的宇宙没有 3 个维度,而是 4 个维度,时间是现实平面中的第四个维度。 

因此,宇宙力学的规则会影响时间,就像它们确实很重要一样,包括光。 

这样,时间就不是一个普遍的常数,而是一个可以像弹性带一样变形、拉伸或收缩的维度,根据物理定律,就像 坟墓爸爸。

有兴趣了解更多关于太空黑洞的信息吗?

然后不要停止阅读这篇文章直到最后,因为我们解释了你需要知道的关于这个有趣的话题的一切,这样你下次看到星际时,你就不会觉得真的迷失在太空中了。

什么是黑洞?

什么是黑洞

黑洞并不是真正的洞,你知道吗?

事实上,根据定理 霍金斯和埃利斯 自 1970 年以来,由于自身引力的作用,黑洞被认为是球形的,因为它们自身的质量被吸引到它们的中心。 恒星也会发生同样的事情,但规模要高出数百万倍。

黑洞是空间中的一个点,由一团极其密集的质量组成,它产生的引力如此强大,以至于能够在时空的连续性中产生曲率。

黑洞的引力场如此强大,如果太靠近,任何物质粒子都无法逃脱变形。 事实上,这种吸引力是如此强大,以至于它能够吸收形成阳光的光子粒子。

没错,它们之所以被称为黑洞,是因为它们能够真正吞噬周围的光。

黑洞的密度有多大?

给出的物理特性 超大质量黑洞 它们的引力和热特性,是它们在相对较小的空间区域中所包含的物质的极端密度。 

天体(或任何其他物体)的物质密度对应于在给定空间范围内积累的物质粒子的数量。 在更小的空间范围内聚集的粒子越多,身体就越致密。

要使构成我们自己的恒星的物质数量成为黑洞,它必须以极端的方式自我折叠,将其所有粒子从 1.300 亿公里的大小压缩。 到直径不超过2公里的空间。

因此,太阳必须将其尺寸缩小近 900.000 倍,但不能浪费任何构成它的物质。

时空曲率

你有没有想过黑洞是如何让时间变慢的?

你是否记得 加甘图亚 en 星际?

在电影中,宇宙飞船 耐力 被迫停下来收集关于生活视角的数据 米勒星球, 巧合的是,它的轨道非常接近 超大质量黑洞 称为加甘图亚。

正因为如此,船员们面临着一个天体物理学困境:由于它靠近 Gargantua,地球上的时间过得比地球上慢得多,所以对他们来说需要几个小时的搜索任务,在地球上意味着几个年。

但这怎么可能?

如果这对你来说似乎是一个奇怪的概念,那是因为我们习惯于将时间视为宇宙不变的常数,基本上是因为我们没有任何工具可以变形它,就像我们对现实的其他层面所做的那样。

然而,爱因斯坦在 1915 年提出的广义相对论表明,时间是现实的一个维度,它延伸到 X 和 Y 平面(宽度和长度的维度)。 

因此,如果一个有质量的物体在现实平面上施加一个动作,它将创建一个维度 Z(深度)的变量,可以使前两个变量变形,因此,随着时间的推移也可以这样做。

让我们这样看: 

想象一下,你伸展一块布,创造一个平坦的空间(维度 X 和 Y); 你在布上丢了一个球。 球的重量在织物上的作用将在平面的底部形成一个凹面。 

这种效应在天体物理学中被称为 时空曲率。

黑洞和弯曲的时间

现在,由于物理规则,放置在平面上的物体越重,它对它的作用就越明显,因此曲率就越深。

这正是发生的事情 黑洞和弯曲的时间。 

当压缩到极限时,黑洞会变成非常密集的物体——因此很重——所以它们在 X 和 Y 平面上的作用非常极端。

黑洞造成的曲率如此之大,以至于它不允许进入的物质逃逸,这导致了我们所知的时空奇点 事件视界。

黑洞产生的曲率是如此“深”,它们的引力如此强大,以至于它们会吸入靠近它们的所有东西,因此,它们处于由黑洞产生的空间扭曲漩涡中 加甘图亚, 星球 磨坊主 他正在经历他的时间连续体中的扭曲,不得不进入 Gargantua 的事件视界来减缓它。

事实上,确切的数字是每花费在 磨坊主 这相当于7个地球年。

作为一个奇怪的事实,覆盖整个表面的 1 公里高的海浪 磨坊主, 它们也将被解释为黑洞对地球施加的引力的影响。

黑洞是如何形成的?

黑洞可以说是恒星死亡后留下的残渣。 

直到几十年前,人们认为黑洞是在宇宙的早期阶段形成的,这种现象不会重演。 

然而,该研究 时间史:从大爆炸到黑洞, 由霍金斯、奥本海默和罗杰彭罗斯合作创建的,表明黑洞是在一个称为 引力坍缩。 

要了解导致黑洞形成的引力坍缩,我们必须先回到恒星死亡的过程。

什么时候去 黄星 (就像我们的太阳一样)耗尽了它的氢储备,它开始在其表面燃烧氦粒子,这是一个更加强烈的核聚变过程。 随着这个过程的继续,这颗接近生命最后阶段的恒星可以增加多达 300 倍的大小并改变它的颜色,成为一颗 红巨星。

通过消耗其表面的所有燃料,核聚变过程将停止,并且没有任何过程来抵消其自身的重力,它的所有粒子将开始被吸引到它自己的核心,再次减小它的尺寸并创造出什么我们知道作为 白矮星一颗死星

然而,一颗恒星的大量质量会导致这一过程变得极端,将白矮星压缩到超出其自身极限的范围,并在一个非常小的空间内创造出一个质量更加集中的天体。

这就像试图将我们的太阳弯曲到足以将其放入车辆的后备箱中。 

最后一步使产生的引力场如此强大,以至于它开始吞噬自己的光,最终 把恒星变成黑洞。

黑洞的类型

不同 黑洞的类型 这些是根据它们的大小和它们所包含的质量来分类的。

超大质量黑洞

超大质量黑洞可以说是最大和最强大的。 它们可以在仅大 2 或 3 倍的空间中包含数百万倍于我们太阳的质量,这也使它们非常强大。

超大质量黑洞支配着许多大型星系的中心是很常见的,尤其是椭圆星系。 一个明显的例子可以在家里找到,因为银河系围绕 射手座A,一个非常巨大的超大质量黑洞,尺寸约为 120 AU。

中等质量黑洞

根据它们的质量,它们排在第二位。 它们的密度低于超大质量黑洞,但它们仍然令人印象深刻。

等效质量在 100 到 1.000.000 个太阳质量之间的黑洞属于这一分类。

恒星质量黑洞

它们很常见,从地球上我们已经能够观察到几个符合这一分类的黑洞。

恒星质量黑洞的内部包含 30 到 70 个太阳质量。 它们是由大质量恒星的引力坍缩形成的,在天体物理学中称为 超新星。

微黑洞

微型黑洞是这一分类的一个类别,但是,它们仍然是一个假设。

SEGUN LA 霍金斯理论 关于黑洞,这些微型黑洞会在极小的空间内包含惊人数量的物质,因此它们内部的物质可以受量子物理学规则的支配。

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的任务之一是创造元素以形成一个人造微型黑洞,在那里可以测试几种关于量子物理学的理论,或者最终可以分离出一个粒子 暗物质。  


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