你是否仍然對黑洞感到疑惑，這裡的五個黑洞問題對你或許有幫助
2023-04-02 01:11:30 1
問題1:黑洞碰撞後會融合嗎？撞擊會發出x光還是伽瑪射線？
答:兩個黑洞碰撞後，毫無疑問會產生一個更大的黑洞。這個過程不發射X射線、伽馬射線或電磁波，但它會發射大量引力波信息。為了理解黑洞產生引力波的原理，我們可以引用愛因斯坦描述引力場的經典模型:時空被比作一塊扁平的橡膠。
當我們把一個優質物體(如保齡球)放在這塊橡膠上時,「橡膠」會彎曲變形。當幾個高質量的物體在一個區域內相對移動時，就會形成一些「凹槽」。隨著物體的移動，這些凹槽會變成一系列向外擴散的「波紋」。這些在空間和時間中傳播的「漣漪」是引力波。我們可以相信，在不久的將來，越來越多的先進儀器和設備將使我們對引力波有更深的了解。
問題2:黑洞的逃逸速度大於光速，那麼能量守恆能解釋物體在黑洞的加速下會超過光速嗎？這的確是一個大膽的想法。落入黑洞視界的物體似乎被加速到超過光速。這裡我們認為，當一個物體落入黑洞時，有類似於「摩擦力」或「極限速度因子」的東西會影響運動狀態。
，像其他與相對論有關的問題一樣，物體速度的任何測量都受測量方法的影響。在這個問題上，我們需要首先討論如何進行這種測量。讓我給你舉個小例子
你可以試著做一個實驗，手裡拿著一個籃球，伸出你的手用你的頭保持籃球水平，然後放手接下來會發生什麼？顯然，當籃球接觸地面時，它會以一定的速度下落。接下來，站在桌子上，保持同樣的姿勢，跳下桌子時放開。這一次你會看到籃球在短時間內保持相對靜止。當然，從其他人的角度來看，籃球仍然在打。
因此，可以看出運動的測量結果會隨著測量方法的變化而變化，而觀察到的速度會隨著測量者的運動狀態而變化。儘管這個簡單的物理現象似乎與黑洞沒有任何關係，讓我們來看看我們大膽的想法。我們現在把這個實驗移到黑洞的一邊放手，讓籃球墜入黑洞，如何測量其軌跡上任何一點的速度？此時，測量器的運動狀態非常重要。當測量器相對於黑洞靜止時，籃球會以一定的速度下落。如果測量員和籃球一起掉進黑洞，情況就會不同。
從這個角度來看，如果測量器和黑洞保持相對靜止，籃球開始從遠離黑洞的地方移動，並且當籃球經過測量器時可以測量移動速度當測量員的位置逐漸接近地平線的邊緣時，籃球的速度將接近光速。根據這一推斷，我們可以得出結論，當我們在黑洞的視界內時，籃球的速度將超過光速。然而，事情並不像看上去那麼簡單。為了在黑洞之外保持相對靜止，觀察者必須找到抵抗黑洞引力的方法，正如我們也需要抵抗地球引力一樣。讓我們用一根結實的繩子和鉤子把觀察者綁在黑洞外面的某個地方。隨著離黑洞的距離越來越近，黑洞的引力逐漸增大，理論上視界邊緣將達到無窮大。這時，將沒有繩子或火箭可以拉動觀察者，他將不可避免地落入地平線半徑。
在此基礎上，我們可以知道當觀察者落入黑洞時測得的籃球運動速度將小於當觀察者靜止時測得的籃球運動速度，我們認為即使在視界半徑內也是如此。因此，可以測量的速度將小於光速，並且永遠達不到，即使它只有一點點接近。相反，這個例子實際上表達了「沒有辦法測量一個運動速度超過光速的物體的速度」。這只能表明這個理論在黑洞內外都是有效的。但是我認為沒有人願意親自驗證這個實驗的真實性問題3:許多教室內外的人都在問「宇宙的邊界在哪裡」，但我不會問這個問題根據我所了解的，我們可以把宇宙的結構看作一層薄膜。在學習了黑洞的知識後，我可以理解為宇宙的結構在這裡扭曲，然後「流入」黑洞。所以我想問的是，這些「宇宙膜」從哪裡來，流入黑洞後會從其他地方「吐出」，就像地球的板塊構造運動一樣，以確保「宇宙結構」的總量不變，還是有一天所有的東西都會被吸進黑洞？或者這些結構會去別的地方嗎？這是一個好問題，儘管我不能給出一個完全令人滿意的答案。「空間和時間的結構是從哪裡來的」和「大爆炸前的宇宙是什麼樣的」以及「空間和時間隨著宇宙無限膨脹後會發生什麼」的問題本質上非常相似，我們也沒有一個明確的答案。許多理論似乎是可能的。例如，一些理論認為時間始於大爆炸。隨著時間的推移，構成宇宙的空間和時間正在擴大。儘管宇宙在一些不可抗拒的因素的影響下一直在膨脹，我不認為宇宙的這些基本組成部分，即「時空結構」，會被耗盡。
，當然，我同意你用構造板塊理論來理解空間結構的想法。同時，我不否認將來可能會提出這樣一個理論模型。也許你會成為研究團隊的一員！問題4:我上天文學課時，突然想到了這個問題。如果黑洞吸入物質，包括質子、電子和光子，那麼黑洞奇點的質量會增加嗎？
答:黑洞讓每個天文學家都充滿了探索的欲望，因為在這個領域有很多人會問問題，但真正能回答問題的人並不多。
回到正題，這個問題的答案是:是的，黑洞的總質量/總能量隨著黑洞繼續吸入物質而不斷增加，這就是我們所說的「吸積過程」根據愛因斯坦著名的方程E=Mc2，我們可以知道質量和能量實際上是同一事物的兩個表達式。因此，吸積過程中捕獲的物質將帶來黑洞所擁有的能量。實際上，一些能量會以光子的形式逃逸，另一些會產生「相對論性噴流」，第二種能量會在接下來的天文學課上學到。剩餘的可以穿過地平線半徑的物質將完全轉化為黑洞本身的質量/能量。由於質量和能量的等效性，當黑洞捕獲電磁輻射時，也會發生同樣的過程。我們通常傾向於認為物質粒子有質量，光子有能量，這是分開考慮的。然而，對於黑洞來說，它們之間沒有區別。它們都將在吸積過程中轉化為黑洞的質量/能量增量，即奇點的質量/能量增量有趣的是，我們用來證明這一理論的方法令人驚訝地直觀——通過測量黑洞的有效大小，也就是視界的半徑，當黑洞通過吸積吸收物質時，通常意味著它的視界半徑會增加，質量也會相應增加。我在這裡說「一般」，是因為根據情況，物質也應該分為兩種情況，即相同的旋轉方向和黑洞相反的旋轉方向。當進入方向與自旋方向相反時，情況非常複雜，這裡不再討論。當
與自旋方向相同時，黑洞的質量確實在增加，由黑洞引起的時空扭曲將變得更強。我希望我的回答對你有所幫助。問題5:我知道已知速度最快的光無法逃離黑洞。為什麼重力可以從黑洞中釋放出來？黑洞是如何吸收光的？光是能量還是質量的問題？你在這個問題上邁出了正確的一步。無論是光還是其他形式的質量和能量都無法從黑洞中逃脫。但是現在的問題在於重力和引力波。
首先請允許我談談重力。重力是任何有質量的物體對其周圍空間的影響。它可以通過引力波在太空中傳播。重力通過引力波在空間中傳播，並表現為有質量的物體之間的相互吸引。它類似於電磁波，即光子，引力波只有能量，沒有質量。引力波能從黑洞逃逸的原因是它們實際上是在黑洞外產生的。例如，當一塊石頭掉進水裡，我們可以看到水面上的波紋。這塊石頭不會發出波紋。波紋的產生、傳播和消失都是在水中完成的。引力波的產生也是如此。我們不能簡單地理解黑洞正在「發射」引力波。
既然我們已經知道重力是有質量的物體之間的相互吸引，為什麼沒有質量只有能量或光子的電磁波會被黑洞捕獲？從傳統物理學中，我們可以知道，逃離黑洞的引力需要物質有足夠大的速度，而不是足夠小的質量，即使質量為零。光子的速度就是光速。當它接近黑洞時，逃逸速度甚至超過光速，這意味著即使光子也無法逃離黑洞的引力場。這種光無法逃脫的極限距離通常被稱為「地平線半徑」質量為
的物體將更容易被黑洞捕獲，因為相對論效應無法達到光速。質量越大，達到相同速度所需的能量就越大。因此，人們普遍認為質量小的物體更容易從黑洞的引力場中逃脫。我們可以在科幻小說中想像自己。為了逃離黑洞的引力場，我們必須在宇宙飛船耗盡燃料之前儘可能加速。速度越快，飛船越輕，你生存的機會就越大。
，當然，這只是黑洞知識的冰山一角，還有更多有待發現！
參考
1。維基百科全書
2。天文術語
FY:120毫米M256
評論:astron
作者:Tamara Bogdanovic
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