黑洞威力超乎想像,地球是否存在危險?我們很快會被黑洞吞噬嗎?
2023-04-01 06:12:20 1
眾所周知,黑洞之所以被稱為黑洞,是因為黑洞中心的重力如此之強,以至於它吸收了附近的所有光線,沒有人能夠逃脫。這顯示了黑洞的引力有多強。
眾所周知,黑洞擁有宇宙中最強的引力,所以沒有人願意接近它們。
如果你離得太近,黑洞的引力會非常大,以至於你無法以光速逃脫。
這個不能返回的臨界點被稱為「地平線」。
插圖:模擬大麥哲倫星雲前方黑洞的圖像。請注意,引力透鏡效應產生了兩張高度扭曲的星雲圖像。扭曲成弧形的銀盤表面出現在頂部。
你不想離黑洞太近的另一個原因是因為我們稱之為「義大利麵條」假說(義大利麵條:如果你離黑洞太近,你會被黑洞的引力撕裂,形成一條長麵條)。
插圖:位於巨型橢圓星系M87核心的超大質量黑洞大約是太陽質量的70億倍,如事件地平線望遠鏡發布的第一張圖片所示(2019年4月10日)。可見的是新月形的光暈和中心的陰影,它們是黑洞視界光暈和光子捕獲區重力的放大圖像。新月形是由黑洞的旋轉和相對論輻射造成的。陰影直徑大約是視界直徑的2.6倍。
把星星變成義大利麵條。
想像一個太空的物體,比如一顆恆星,當恆星靠近黑洞時,恆星的一邊比另一邊受力更大,因為恆星的一邊比另一邊更靠近黑洞。
離黑洞最近的一側引力會更強,離黑洞較遠的一側引力會更弱。
這種重力差異(稱為「潮汐力」)會導致恆星分裂,這就像將一團麵團拉成義大利麵條。
有時天文學家可以在其他星系觀察到這種情況。它的技術名稱是「潮汐撕裂事件」,這僅僅意味著恆星因為離黑洞太近而被撕裂。
這是藝術家對麵條的印象:最近的黑洞離我們太遠,根本不會傷害我們。
幸運的是,我們不必擔心,因為地球附近沒有足夠近的黑洞來影響我們。我們所知的離地球最近的黑洞叫做V616單色系,也叫A0620-00。
這個黑洞比我們的太陽大6.6倍。(這意味著它有很大的質量,這意味著它有很強的引力,甚至比太陽的引力還要強。)
如果地球離黑洞不到80萬公裡(3.7光秒),它就會被撕裂。但這是不可能的,至少在我們這一代人的生活中。
V616單片望遠鏡離我們大約3300光年,離我們非常非常遠。
插圖:氣體雲被銀河系中心的黑洞撕裂(2006年、2010年和2013年的觀測結果分別以藍色、綠色和紅色顯示)。
相關知識
黑洞是一個時間空的區域,並且表現出很強的重力加速度,因此沒有任何東西(沒有粒子,甚至沒有電磁輻射,例如光)可以逃脫廣義相對論的預測,並且足夠緻密的質量可以使時間空變形形成黑洞。無法逃脫的區域的邊界稱為地平線。儘管地平線對經過它的物體的命運和環境有很大的影響,但似乎沒有觀察到局部可探測的特徵。在許多方面,黑洞就像一個理想的黑體,因為它不反射任何光。此外,彎曲空的量子場論預測視界將發射與黑體光譜相同的霍金輻射,並且溫度與質量成反比。對於恆星質量的黑洞來說,溫度只有開爾文的十億分之一,所以很難觀察到。
早在18世紀,約翰·米歇爾和皮埃爾·西蒙·拉普拉斯就認為物體的引力場很強,光無法逃脫。1916年,卡爾·史瓦西發現了廣義相對論現代黑洞模型特徵的第一個解。然而,大衛·芬克爾斯坦在1958年首次發表了它,作為一種無法逃脫空區域的解釋。黑洞長期以來被認為是數學上的好奇心。在20世紀60年代,利倫的工作表明這是廣義相對論的一個普遍預測。1967年約瑟琳·貝爾·伯奈爾發現中子星,引起了人們對引力坍縮引起的緻密天體的興趣,相信它們可能在天體物理學中實現。
作者:錢迎軍
詹妮·霍曼
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