黑洞:我們宇宙中最大的謎團

黑洞可能是已知宇宙中最大的謎團!

到目前為止,我們對它們知之甚少,因為我們的技術還不能讓我們深入研究它們的特性,主要是因為它們都離我們的太陽系很遠。

學習如此困難的另一個原因 宇宙中的黑洞,是它們不像恆星那樣發出光脈衝,相反,它們強大的引力場甚至能夠吸收附近的光,但這是我們稍後會解釋的東西。

然而,從 1970 年開始,多虧了 斯蒂芬霍金斯 關於黑洞,我們已經能夠更多地了解它們,包括關於它們的形狀、組成、形成過程甚至它們在時間連續性變化中的關係的可證明數據。

彗星可以和黑洞一樣有趣! 不要錯過我們關於 彗星的部分

但我們對黑洞真正了解多少?

如果你看過克里斯托弗·諾蘭的電影: 星際穿越(2010) 而你什麼都不懂,那是因為你還不夠了解 黑洞。

我告訴你,這部電影是基於愛因斯坦的廣義相對論,它指出我們的宇宙沒有 3 個維度,而是 4 個維度,時間是現實平面中的第四個維度。 

因此,宇宙力學的規則會影響時間,就像它們確實很重要一樣,包括光。 

這樣,時間就不是一個普遍的常數,而是一個可以像彈性帶一樣變形、拉伸或收縮的維度,根據物理定律,就像 墳墓爸爸。

有興趣了解更多關於太空黑洞的信息嗎?

然後不要停止閱讀這篇文章直到最後,因為我們解釋了你需要知道的關於這個有趣的話題的一切,這樣你下次看到星際時,你就不會感到迷失在太空中。

什麼是黑洞?

什麼是黑洞

黑洞並不是真正的洞,你知道嗎?

事實上,根據定理 霍金斯和埃利斯 自 1970 年以來,由於自身引力的作用,黑洞被認為是球形的,因為它們自身的質量被吸引到它們的中心。 恆星也會發生同樣的事情,但規模要高出數百萬倍。

黑洞是空間中的一個點,由一團極其密集的質量組成,它產生的引力如此強大,以至於能夠在時空的連續性中產生曲率。

黑洞的引力場如此強大,如果太靠近,任何物質粒子都無法逃脫變形。 事實上,這種吸引力是如此強大,以至於它能夠吸收形成陽光的光子粒子。

沒錯,它們之所以被稱為黑洞,是因為它們能夠真正吞噬周圍的光。

黑洞的密度有多大?

給出的物理特性 超大質量黑洞 它們的引力和熱特性,是它們在相對較小的空間區域中所包含的物質的極端密度。 

天體(或任何其他物體)的物質密度對應於在給定空間範圍內積累的物質粒子的數量。 在更小的空間範圍內聚集的粒子數量越多,物體就越密集。

要使構成我們自己的恆星的物質數量成為黑洞,它必須以極端的方式自我折疊,將其所有粒子從 1.300 億公里的大小壓縮。 到直徑不超過2公里的空間。

因此,太陽必須將其尺寸縮小近 900.000 倍,但不能浪費任何構成它的物質。

時空曲率

你有沒有想過黑洞是如何讓時間變慢的?

你是否記得 加甘圖亞 en 星際?

在電影中,宇宙飛船 耐力 被迫停下來收集關於生活視角的數據 米勒星球, 巧合的是,它的軌道非常接近 超大質量黑洞 稱為加甘圖亞。

正因為如此,船員們面臨著一個天體物理學困境:由於它靠近 Gargantua,地球上的時間過得比地球上慢得多,所以對他們來說需要幾個小時的搜索任務,在地球上意味著幾個年。

但這怎麼可能?

如果這對你來說似乎是一個奇怪的概念,那是因為我們習慣於將時間視為宇宙不變的常數,基本上是因為我們沒有任何工具可以變形它,就像我們對現實的其他層面所做的那樣。

然而,愛因斯坦在 1915 年提出的廣義相對論表明,時間是現實的一個維度,它延伸到 X 和 Y 平面(寬度和長度的維度)。 

因此,如果一個有質量的物體在現實平面上施加一個動作,它將創建一個維度 Z(深度)的變量,可以使前兩個變量變形,因此,隨著時間的推移也可以這樣做。

讓我們這樣看: 

想像一下,你攤開一塊布,創造出一個平坦的空間(維度 X 和 Y); 你在布上丟了一個球。 球的重量在織物上的作用將在平面的底部形成一個凹面。 

這種效應在天體物理學中被稱為 時空曲率。

黑洞和彎曲的時間

現在,由於物理規則,放置在平面上的物體越重,它對它的作用就越明顯,因此曲率就越深。

這正是發生的事情 黑洞和彎曲的時間。 

當壓縮到極限時,黑洞會變成非常密集的物體——因此很重——所以它們在 X 和 Y 平面上的作用非常極端。

黑洞造成的曲率如此之大,以至於它不允許進入的物質逃逸,這導致了我們所知的時空奇點 事件視界。

黑洞產生的曲率是如此“深”,它們的引力如此強大,以至於它們會吸入靠近它們的所有東西,因此,它們處於由黑洞產生的空間扭曲漩渦中 加甘圖亞, 星球 磨坊主 他正在經歷他的時間連續體中的扭曲,不得不進入 Gargantua 的事件視界來減緩它。

事實上,確切的數字是每花費在 磨坊主 這相當於7個地球年。

作為一個奇怪的事實,覆蓋整個表面的 1 公里高的海浪 磨坊主, 它們也將被解釋為黑洞對地球施加的引力效應。

黑洞是如何形成的?

黑洞可以說是恆星死亡後留下的殘渣。 

直到幾十年前,人們認為黑洞是在宇宙的早期階段形成的,這種現像不會重演。 

然而,該研究 時間史:從大爆炸到黑洞, 由霍金斯、奧本海默和羅傑彭羅斯合作創建的,表明黑洞是在一個稱為 引力坍縮。 

要了解導致黑洞形成的引力坍縮,我們必須先回到恆星死亡的過程。

什麼時候去 黃星 (就像我們的太陽一樣)耗盡了它的氫儲備,它開始在其表面燃燒氦粒子,這是一個更加強烈的核聚變過程。 隨著這個過程的繼續,這顆接近生命最後階段的恆星可以增加多達 300 倍的大小並改變它的顏色,成為一顆 紅巨星。

通過消耗其表面的所有燃料,核聚變過程將停止,並且沒有任何過程來抵消其自身的重力,它的所有粒子將開始被吸引到它自己的核心,再次減小它的尺寸並創造出什麼我們知道作為 白矮星一顆死星

然而,一顆恆星的大量質量會導致這一過程被推向極端,將白矮星壓縮到超出其自身極限的範圍,並在一個非常小的空間內創造出一個質量更加集中的天體。

這就像試圖將我們的太陽彎曲到足以將其放入車輛的後備箱中。 

最後一步使產生的引力場如此強大,以至於它開始吞噬自己的光,最終 把恆星變成黑洞。

黑洞的類型

不同 黑洞的類型 這些是根據它們的大小和它們所包含的質量來分類的。

超大質量黑洞

超大質量黑洞可以說是最大和最強大的。 它們可以在僅大 2 或 3 倍的空間中包含數百萬倍於我們太陽質量的質量,這也使它們非常強大。

超大質量黑洞支配著許多大型星系的中心是很常見的,尤其是橢圓星系。 一個明顯的例子可以在家裡找到,因為銀河系圍繞 射手座A,一個非常巨大的超大質量黑洞,尺寸約為 120 AU。

中等質量黑洞

根據它們的質量,它們排在第二位。 它們的密度低於超大質量黑洞,但它們仍然令人印象深刻。

等效質量在 100 到 1.000.000 個太陽質量之間的黑洞屬於這一分類。

恆星質量黑洞

它們很常見,從地球上我們已經能夠觀察到幾個符合這一分類的黑洞。

恆星質量黑洞的內部包含 30 到 70 個太陽質量。 它們是由大質量恆星的引力坍縮形成的,在天體物理學中稱為 超新星。

微黑洞

微型黑洞是這一分類的一個類別,但是,它們仍然是一個假設。

SEGUN LA 霍金斯理論 關於黑洞,這些微型黑洞會在極小的空間內包含驚人數量的物質,因此它們內部的物質可以受量子物理學規則的支配。

歐洲核子研究中心的大型強子對撞機的任務之一是創造元素以形成一個人造微型黑洞,在那裡可以測試幾種關於量子物理學的理論,或者最終可以分離出一個粒子 暗物質。  


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