黑洞为什么会吞噬人类

2024-05-12 19:55

1. 黑洞为什么会吞噬人类

1923年2月5日,巴西佛得角上的600名居民突然失踪,从此他们再也没有出现过。警方仔细对那一带进行了搜查。在学校里,他们发现一支枪丢在地上,显然是用来抵抗突如其来的外力的。在教室的黑板上写着:“没有人来拯救我们。”
古希腊人认为,大批的人之所以突然消失,是因为得罪了海神普罗特斯。普罗特斯一般都在海底沉睡,每50年出现用一次餐。他通过爆发的火山来到人世间,可以变换成任何形象出现。
因此,人们必须向他供奉几百名处女,放在火山口供他食用。然后这些处女就会不留痕迹地神秘消失,留下的只有她们身上的镣铐。
这些人的失踪与所谓的“黑洞”有关。地球上的时空周期性地发生变化,整个城市处于完全不同的四度空间,有时甚至“被踢出去”。地球上有很多这样的黑洞,人们经常会莫名其妙地遭遇它们。
但是,林德赛特教授说:“物体不可能穿越时空,因此,我们可以发现失踪者的物品留在了原地。”
而一些科学家对“黑洞”进行了更为深刻的研究,他们指出“黑洞”是根据广义相对论预言存在的天体,它凭着自身的引力把空间中的一切“禁闭”起来。
黑洞的大小若用质量相比较的话,那么具有太阳质量的黑洞,其半径只有3公里。黑洞把一切物质吸入,连光都不可能逃逸出来。

黑洞为什么会吞噬人类

2. 黑洞会吞噬黑洞吗

十万个冷知识

3. 人类如果掉进黑洞会有什么后果,会被吞噬么?

爱因斯坦是人类历史上最伟大的科学家之一,他与牛顿、霍金等并称为“人类三大科学巨匠”,作为人类三位影响力最大的其中一位科学巨匠,爱因斯坦为人类文明进步做出了巨大贡献,其中最大的贡献来源于他创立的相对论,在相对论里面爱因斯坦提出了很多具有开创性的科学预言,其中就包括著名的黑洞预言,爱因斯坦预言在宇宙中存在一种质量超大、引力超强、看不见摸不着的神秘天体,一切物质靠近这种天体都会被撕碎并且被吞噬,这种神秘的天体就是黑洞。在爱因斯坦刚提出黑洞预言的时候,人们是不相信有这种天体存在的,可是随着时间的推移,科学家发现这种神秘天体是存在的,并且还发现黑洞存在的证据。


爱因斯坦
2019年4月12日随着第一张黑洞照片公布,彻底证实了黑洞理论是正确的,黑洞是宇宙中客观存在的一种天体。虽然人类已经证实黑洞存在,并且还拍摄到第一张所谓的黑洞照片,但是人类对黑洞的认识是极为浅薄的,对黑洞的认知依然停留在几十年前,科学家对黑洞的定义是:普遍存在宇宙中一种质量超大、引力超强的天体,黑洞引力存在的空间叫做黑洞视界,凡是进入黑洞视界内的物体,包括光都会被黑洞强大的引力撕成粉末,并最终被黑洞吞进去,从黑洞的定义来看,如果一个人不小心掉进了黑洞,结果可想而知,肯定会被黑洞撕的粉碎,并最终丢掉了性命,但是这种结果仅仅是猜想,因为从来没有人亲眼看见过黑洞,也不知道黑洞里面到底是什么样子的,更不清楚黑洞吞噬的物质到哪里去。


第一张黑洞照片
不过随着对黑洞研究不断深入,科学家发现黑洞其实并不简单,因为科学家发现黑洞可能与宇宙中另一种神秘天体有密切联系,这种天体就是虫洞,虫洞也是爱因斯坦提出在宇宙中存在的一种神秘天体,也被称为“爱因斯坦-罗森桥”或者“时空洞”,这种天体是连接两个不同宇宙时空的便捷通道,如果找到虫洞,那么就可以实现时空穿越的梦想。


虫洞
举个例子,银河系距离仙女座星系为220万光年,即使以光速从银河系飞到仙女座星系,所需要的时间都高达220万年,但是通过虫洞只需要几秒就足矣,虫洞和黑洞有共同的特征,那是看不见摸不着的,因此科学家猜想,黑洞很有可能与虫洞存在密切联系,当两个黑洞以量子纠缠的形式发生反应的时候,在这两个黑洞之间就形成了时空隧道,如果人掉进了黑洞里面就通过这个时空隧道穿越到另一个宇宙时空,当然这样说有点矛盾,因为黑洞被认为是一种“只进不出”的天体,不过其实没有关系,因为在宇宙中爱因斯坦还预言存在一种与黑洞相反的天体,那就是白洞。


白洞
白洞与黑洞是一种完全相反的天体,黑洞吞噬物质,而白洞却产生物质,黑洞拥有强大的引力,白洞却存在很强的排斥力,由此可以科学家推断,黑洞是时空穿越的入口,虫洞是时空隧道,而白洞是时空穿越的出口,黑洞这个入口通过虫洞这条时空隧道以量子纠缠方式连接白洞这个出口。由此科学家猜想,当一个人掉到黑洞里面的时候,会穿越虫洞这条时空隧道,然后从白洞这个出口飞出去,到了另一个宇宙时空,实现瞬间转移。


银河系距离仙女座220万光年
但是有一点科学家还无法肯定,那就是人掉入黑洞之后,到底是被黑洞强大引力分解成为原子,还是人体可以完成的穿越黑洞实现时空穿越,这是目前无法推测出来的,毕竟科学家没有见过真正的黑洞,也不知道黑洞内部结构到底是什么样子的,而在科幻电影《星际穿越》里面,科学家给我们展示了物体进入黑洞发生可能的情景,当宇航员驾驶飞船进入黑洞之后,宇航员和飞船都没有解体,而是完整地穿越黑洞到了高维空间五维空间,不过科幻电影很多情节都是通过想象出来的,并不具有参考意义。


《星际穿越》宇航员穿越黑洞后进入五维空间
我们总结一下:当一个人不小心掉入黑洞,可能会发生3种结果,第一:被撕碎;第二:实现时空穿越;第三:进入高维空间。

人类如果掉进黑洞会有什么后果,会被吞噬么?

4. 黑洞吞噬的东西去哪了

其实黑洞也是一种天体。所谓的“吞噬”就是物质被吸附到黑洞表面。黑洞由于具有极大的密度,他对周围的物质就具有强大的吸引力,当物质接近他时,就会被吸附到黑洞上。
一. 基本概念
1.黑洞(Black hole)是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种密度无限大,体积无限小的天体,所有的物理定理遇到黑洞都会失效。
2.黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,它产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界(临界点)内,便再无法逃脱,甚至目前已知的传播速度最快的光(电磁波)也逃逸不出。 
3.科学家最新研究理论显示,当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”,它不像黑洞吞噬邻近所有物质,而是喷射之前黑洞捕获的所有物质。 
二. 物理性质划分
根据黑洞本身的物理特性质量,角动量,电荷划分,可以将黑洞分为五类。
不旋转不带电荷的黑洞:它的时空结构于1916年由史瓦西求出,称史瓦西黑洞。
不旋转带电黑洞:称R-N黑洞。时空结构于1916至1918年由赖斯纳(Reissner)和纳自敦(Nordstrom)求出。
旋转不带电黑洞:称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。
一般黑洞:称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。
双星黑洞:与其他恒星一块形成双星的黑洞。

5. 为什么黑洞能吞噬一切?

洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了. 
(现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见) 
首先,对黑洞进行一下形象的说明: 
黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引.黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。据猜测,黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。 
再从物理学观点来解释一下: 
黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脱离。对于地球来说,以第二宇宙速度(11.2km/s)来飞行就可以逃离地球,但是对于黑洞来说,它的第三宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以连光都跑不出来,于是射进去的光没有反射回来,我们的眼睛就看不到任何东西,只是黑色一片。 

因为黑洞是不可见的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在。如果真的存在,它们到底在哪里? 

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。任何靠近它的物体都会被它吸进去,黑洞就变得像真空吸尘器一样 

为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于黑洞。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。 

让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先,考虑时间(空间的三维是长、宽、高)是现实世界中的第四维(虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以尽力去想象)。其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。 

爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景:石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的,但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床面下沉得更多。事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害。 

同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多。 

如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进。反之,如果它经过一个下凹的地方 ,则它的路径呈弧形。同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。 

现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷,还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。 

现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且,若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。 

我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其周围环境要高一些的温度。依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量,同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为:霍金辐射。黑洞散尽所有能量就会消失。 

处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的一切。1969年,美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。 

我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测,黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑。霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中。一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们。 

霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。 

所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光子。 

根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律。当物体失去能量时,同时也会失去质量。黑洞同样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了。霍金预言,黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量。 

但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演。事实上,黑洞爆炸后,释放的能量非常大,很有可能对身体是有害的。而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过100亿至200亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间 


“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。 

根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 

等恒星的半径小于一特定值(天文学上叫“施瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指任何物质一旦掉进去,就再不能逃出,包括光。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。 

那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。 

当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。 

质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。 

这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。 

与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。 

在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术 。

为什么黑洞能吞噬一切?

6. 黑洞可以吞噬黑洞么?

当然可以。
在四种基本力之中,虽然引力是最弱的,但是在我们的宇宙中,引力却是影响最大的支配力量。
黑洞在四维时空中的表象类似我们地球上水中的旋窝。而如果通过人的视觉看到的黑洞,只是一个体积很小,不发光,只释放出微弱辐射的球形天体(因为人无法直观的观测到重力对时空的压缩)。
所以,当质量较小的黑洞接近质量大的黑洞,刚开始他们会形成像双子星一样的运行轨道。互相影响对方的公转圆周,使两个黑洞的公转轨道呈明显的椭圆形。然后,质量较小的黑洞逐渐接近质量大的黑洞。当接近事件视界(黑洞边界)时,质量较小的一方,物质会逐渐崩溃。当进入到大黑洞的事件视界时,小黑洞会被瓦解,最终落入到大黑洞的奇点处。这时大的黑洞获取了小黑洞的质量,将拥有更大的引力。当然,如果真的出现了这一情况,这一过程从开始到结束,少说也会经历上百万年。

7. 黑洞吞噬的东西去哪了?

黑洞吞噬的东西去向有两种推测:
一是被吞噬的东西被黑洞消耗,变成热辐射散溢出去了。一是白洞理论,即在我们现在生活的这个宇宙背面有另一个宇宙,黑洞就是连接两个宇宙的介质,黑洞吸收物质和能量之后从白洞喷出,这样两个“洞”放在一起作为一个整体就可以解释通了。

黑洞的特点
在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背。

黑洞吞噬的东西去哪了?

8. 黑洞为什么能吞噬一切

为了了解什么是黑洞,让我们先从太阳这样的恒星谈起。 
我们知道,太阳的直径为1,392,000公里,它的质 
量为地质质量的330,000倍。在这样大的质量、从表 
面到中心的距离这样长的情况下,位于太阳表面的任何东西 
所受到的引力大约相当于地球表面引力的28倍。 
  任何一颗普通的恒星都会由于下述两种因素的相互平衡 
而保持其通常的大小。其中一个因素是恒星中心有非常高的 
温度,因而会使恒星的物质经常处于膨胀的状态。另一个因 
素就是它本身具有很大的引力,从而会使恒星的物质倾向于 
收缩而挤压在一起。 
  但是在恒星生存期的某一阶段,其内部温度将会降低, 
这样一来,引力将会成为一个主导的因素,结果,这颗恒星 
就会开始坍缩,在这个过程中,恒星内部物质的原子结构会 
遭到破坏。这样一来,原子将不复存在,替代它的将是一个 
个电子、质子和中子。这颗恒星将会坍缩到这样一种程度, 
这时电子的相互排斥力将使该恒星不能够再进一步坍缩。 
  这颗恒星于是就成为一颗“白矮星”。像太阳这样的恒 
星一旦坍缩成为一颗白矮星,它的全部物质将被挤压成为一 
个直径只有大约16,000公里的球体,它的表面引力将 
变成地球表面引力的210,000倍(因为它的质量虽然 
没有变,但是从表面到中心的距离则大大缩短了)。 
  在某些条件下,引力将变得如此之大,甚至能战胜电子 
之间的排斥力。结果,这颗恒星将会再度坍缩,并迫使其全 
部电子和质子彼此结合为中子,这样一来,这颗恒星将一直 
收缩到所有的中子都彼此接触为止。到了这一步,这个中子 
结构物又将会抵制进一步的坍缩,这颗星于是成为一颗中子 
星。这样的中子星将把太阳的全部质量压缩在一个直径只有 
16公里的球体内。结果,它的表面引力将是地球引力的 
210,000,000,000倍。 
  在某些条件下,引力甚至能进一步战胜中子结构的抗拒。 
这时候,再也没有任何东西能够抵抗得住它的进一步坍缩了。 
结果,这颗恒星就会坍缩到体积等于零,而它的表面引力就 
会无限地增大。 
  根据相对论,一颗恒星所发射出来的光,当它克服该恒 
星的引力场而向外射出的时候,将会失去一定的能量。引力 
场越大,所失去的能量也越大。这一点已经由科学工作者经 
过天文观测和实验室实验得到证实。 
  由太阳这样的普通恒星发射出的光,它失去的能量是很 
有限的。由白矮星发射出的光会失去较多的能量;由中子星 
发射出的光会失去比这更多的能量。当这颗中子星进一步坍 
缩时,就会出现这样一种情况:从它的表面向外射出的光将 
会失去它的全部能量,从而根本不可能逃逸出去。 
  一个比中子星坍缩得更厉害的天体,它的引力场将是如 
此之强,以致任何靠近它的东西都将被它所捕获,并且再也 
不能从它里面逃逸出去。这就如同被捕获的物体落进一个无 
底洞的情况一样。而且,正如上面所说,甚至连光也不能逃 
逸出去,因此,这个坍缩了的天体将是黑的。正因为它既像 
个无底洞,而且又是黑的,所以天文学家就把它叫做“黑洞”。 
  天文学家目前正在宇宙的各个角落寻找可证明确有这种 
黑洞存在的证据
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