猫色网 解读黑洞的前世今生, 咱们不错穿越黑洞进行时空旅行吗?
每当咱们把眼力投向安靖的夜空,总会被那位优雅的“夜之女士”所诱导。多数星辰在精通着它们狡猾的眼睛,围绕着一轮白皙的月亮猫色网,局势宁静而好意思好。但是,在咱们肉眼所能涉及的远方,遁藏着多数“天地巨兽”,它们策动地吞吃着一切,包括明后,而这些短小精悍,恰是黑洞。
如同东说念主类相同,恒星也有着从出身到死一火的人命历程,只不外它们能延续数百亿年。而黑洞,即是浩大恒星走向终点的居品。
科学家们以为,恒星的变成源自天地中的星云。以球体为喻,星际云可能横跨100光年之远,质料粗略是太阳的600万倍,充满了氢和氦等元素。由于物资诀别不均,在引力作用下,物资会汇聚成团,密度和压强齐会随之增多。把柄角动量守恒定律,物资在集聚中可能产生旋转。跟着旋转速率加速,中心部分热量累积,温度随之上涨。一朝温度达标,氢聚变为氦,从而出身一颗恒星,咱们称之为原恒星。
探花视频原恒星的质料决定了恒星的类别。咱们以太阳质料为揣测法式:
若是原恒星质料不到太阳的0.08倍,它将因质料太小而不可开动氢聚变,未能变成恒星,如同未熟识的胎儿,科学家称之为褐矮星或棕矮星。
若是原恒星质料在0.08到0.5倍太阳质料之间,由于质料较小,其发光心思偏红,被归为红矮星。红矮星寿命漫长,能合手续几百亿年。
在0.5到8倍太阳质料之间的原恒星,发出的光呈黄色或黄白色,被归为黄矮星。太阳即为此类,寿命梗概100亿年。
若是质料额外或等于8倍太阳质料,发出的光偏蓝,咱们称之为蓝色大恒星。如90年代科学家通过哈勃千里镜发现的蓝色大恒星——手枪星,质料是太阳的100到150倍,寿命却只好300万年。
自出身起,恒星中枢便进行着核聚变,发出光并开释能量。恒星质料不同,核聚变的进度也不同。举例红矮星只可将氢聚变为氦,而质料更大的黄矮星可进一步将氦聚变为碳,蓝色大恒星能将碳连续聚变,直至变成铁。咱们知说念,核聚变开释浩大能量,但为何恒星未因之爆炸?谜底在于引力与聚变的均衡:引力使得恒星里面的核聚变保合手在可控景况,质料越大的恒星,引力越强。
跟着能量的开释,恒星质料减少,引力松开。最终,核聚变失去引力收尾,变得剧烈,恒星步入“晚年”。
黄矮星在晚年期,核聚变失控,半径增大,如扩张的气球,变成红巨星。举例太阳参预红巨星阶段时,其半径将增多至当今的100倍,地球将被溶化。东说念主类若思生活,必须移动到其他星球或将地球移至更迢遥,这恰是刘慈欣《流浪地球》中的情节。
红巨星演变成白矮星,密度极高,如同把太阳压缩至地球大小。白矮星的能量浮滥后,将转机为黑矮星。据揣度,从白矮星到黑矮星的演变极其漫长,可能需要数千亿年,这亦然于今未发现黑矮星的原因。
不同质料的恒星,人命历程互异。红矮星会胜仗演变为白矮星,不经过红巨星阶段;蓝色大恒星则成为红超巨星。
红超巨星也有内核收缩、物资外抛的经过,与红巨星过渡为白矮星访佛,但核聚变的复杂进度和物资抛洒模式有别。红超巨星最外层是氢聚变,内层可能是氦聚变,中枢则是铁。收缩经过中,外层物资会向外喷发,变成超新星爆发,中心变成密度额外白矮星的中子星。中子星质料若额外太阳质料的3倍,引力作用将无荒谬地使其收缩,直至变成一个密度无尽大、体积无尽小的天体,其超高质料产生的引力污蔑时空,任何围聚的物资齐会被吸入,光也无法脱逃,于是黑洞出身。
本色上,在东说念主类目睹黑洞之前,科学家已通过表面推断黑洞的存在。
1916年,爱因斯坦提议广义相对论,卡尔·史瓦西同庚通过求解引力场方程,发现了可能存在这么一种天体,它周围的时空“视界”,一朝逾越,便无法逃离,即使是光。好意思国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒将这种天体定名为“黑洞”。史蒂芬·霍金对黑洞的进一步磋议,使咱们得以了解这种神秘天体。
对于东说念主类是否能通过黑洞终了时空穿越,咱们必须先了解黑洞的物理特色。
领先,黑洞质料极大,引力强劲到连光齐无法脱逃。其次,黑洞可导致时空波折。黑洞周围存在“视界”,光在视界外有契机逃离,一朝参预视界,则被吸入黑洞。若是一东说念主A在视界外朝视界证据,迢遥的不雅察者B会看到A越来越慢,直至静止,这是引力引起的时空波折。在黑洞中心,期间会变得特别慢。
若是A穿越到黑洞中心,剧烈的时空波折会导致时空互换。在咱们生活的天下,期间是单向的,不可回到夙昔;空间是双向的,咱们不错前后出动。但在黑洞中心,期间是双向的,空间是单向的,意味着A不错回到夙昔,但空间上只可走向中心的“奇点”。最终,A在参预中心前,会被引力扯破而死。
通过黑洞穿越时空,这在表面上是可能的,但以当前的科技,东说念主类无法顽抗浩大引力,安全将东说念主送到黑洞中心。咱们对黑洞的贯通仅是冰山一角,直到2019年才取得黑洞的第一张相片。霍金先生在2018年物化,未能亲眼目睹这张具有历史好奇羡慕的相片。但是猫色网,我信服将来将会有更多像史蒂芬·霍金这么的科学家,教唆咱们探索天地的高明。