4月10日晚,全球多个城市同步直播记者会,揭晓首张黑洞照片。
其实作为一个太空迷,我对黑洞的概念多少有点了解,只是在面对专业人士的解释下显得有点幼稚,就像大部分小白一样,认为黑洞是不是就像一个漩涡,把所有的东西都吃进去?!
如果这么认为那就大错特错了,在这里就有必要先普及一下黑洞的由来。
黑洞理论是爱因斯坦1916年“广义相对论”提出后推论出来的,也就是说黑洞并不是先观察到的,而是由理论推论出来的。后来德国天文学家史瓦西进一步完善了爱因斯坦的黑洞理论,按照史瓦西解,在临界半径r=2M以内,空间和时间都丧失了自己的特征。在这个半径以外用以测量距离和时间的规则在史瓦西半径的范围内都失效了,时间趋于无限,而距离变成零。(关于史瓦西理论,我记的有看过一篇专门解释这个现象的文章,大概是这么理解的,当然只是我个人理解:把黑洞理解成一个球形,中心点就是黑洞,那么从中心点到球面这个距离就是史瓦西半径,在这个半径里任何物体都会被拉扯向中心,包括光都无法逃脱)1939年“原子弹之父”奥本海默给出了中子星能承受的质量上限,认为恒星内核会引力坍缩—最终形成黑洞。
但是现代物理学家斯蒂芬·霍金和劳拉·梅尔辛·霍顿都对黑洞提出过质疑!
霍金在1974年发现,尽管任何物质都无法从黑洞里逃离出来,但黑洞会产生辐射。这种辐射被叫做霍金辐射,它是一种量子现象,出现的原因是真空中会随机出现一对“虚粒子”。这对虚粒子一个具有正能量,一个具有负能量,加起来为零。通常情况下它们出现后会彼此迅速湮灭掉,但是如果它们出现在黑洞的事件视界(即黑洞的表面)附近,那么其中的一个会掉进黑洞,另一个可以逃离黑洞。虽然有一个粒子已经掉到黑洞里面去了。但掉进黑洞的粒子具有负能量,会减少黑洞的质量。这样时间一长,黑洞就会不停地产生粒子并向外辐射,并损失质量。
梅尔辛-霍顿的研究就是基于霍金辐射的。大多数的黑洞(即恒星级别的黑洞),是通过恒星的坍缩形成的。她认为,当恒星在晚年坍缩时,霍金辐射就已经出现了,这时会有负能量不断注入恒星内核,并减少它的质量。这样一来,负能量会产生一种排斥力,在恒星即将变成黑洞之前,恒星会因排斥力会停止坍缩,并反弹开来,这就根本就无法形成黑洞,所以她认为黑洞不存在。
那么问题来了,我们先抛开黑洞是否存在的问题,我们假设他是存在的,迄今为止也没有任何人能观察到他,因为光也没有办法离开黑洞,那么4月10日这张照片又是怎么来的呢?
黑洞周围常常有物质围绕或落入其中,这样这些东西就会在黑洞周围形成一个吸盘,物质越靠近黑洞速度就越快,物质之间在空间里会产生摩擦,有摩擦就会生成热量,产生热量就会产生X射线,并可被我们的望远镜观察到。所以这张照片应该是合成加工过的,并不是黑洞真正的样子,就像我们拍胸透片一样,看到的是一根根的骨头。
所以黑洞是存在的,可是问题又来了,黑洞到底长什么样呢?英国物理学家彭罗斯提出了“奇性定理”,论证了黑洞中的物质最终都会落向一个密度无穷大的“奇点”。可是他又无法论证奇点存在的证据,因为黑洞中的任何物质都无法逃逸出来!(有说和没说一样:))
根据宇宙多维理念,也许黑洞的存在并不是人类目前三维理念所能解释的,很有可能它更像一个虫洞,一个东西从黑洞掉进去,又从“白洞”射出来。也许黑洞就是一堆“暗物质”把任何东西都吞噬掉。也许黑洞是我们的宇宙通往另一个宇宙的通道。。。。。。
不管怎样,人类文明的发展在宇宙中会不断发现新事物,可是有很多东西,我们没看见,没听到,没闻到并不意味着他们就不存在,就像紫外线、就像X射线,就像超声波,就像。。。。。。黑洞。有兴趣的小伙伴可以加威信宫众号“弦月亭”,更多精彩文章等你欣赏。
我们在讨论黑洞的时候,就像一只蚂蚁在讨论星系旋转曲线与弥散速度一样,木有任何意义!除非蚂蚁能设计出光速飞船逃离太阳系,那么就另当别论了!