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被黑洞吞噬的東西去哪了(黑洞吞噬的東西去哪了猜測)

xj 2023-06-26

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1、黑洞吞噬進去的東西到哪了? 2、被黑洞吞噬的星球物質,最終都到哪去了? 3、黑洞連恒星都能夠吞噬,那些被黑洞“吃掉”的物質都去了哪里了? 黑洞吞噬進去的東西到哪了?

黑洞吞噬的東西并沒有消失,而是在黑洞表面,“吞噬”就是物質被吸附到黑洞表面。

黑洞由于具有極大的密度,他對周圍的物質就具有強大的吸引力,當物質接近他時,就會被吸附到黑洞上。

黑洞的研究:

被黑洞吞噬的東西去哪了(黑洞吞噬的東西去哪了猜測)

1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西(KarlSchwarzschild)通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解,這個解表明,如果將大量物質集中于空間一點,其周圍會產生奇異的現象,即在質點周圍存在一個界面——“視界”。

一旦進入這個界面,即使光也無法逃脫。這種“不可思議的天體”被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒(JohnArchibaldWheeler)命名為“黑洞”。

被黑洞吞噬的星球物質,最終都到哪去了?

我們知道,引力的大小與距離的平方是反比例關系,因此當一個引力源作用于一個物體時,該物體不同部分受到的引力就各不相同,這樣就會形成一個引力差,從而對物體產生撕扯的效果,這種效果也被稱為“潮汐力”。

黑洞吞噬星球,并不是想象中的那樣一口就吞掉,而是有一個過程。由于黑洞產生的“潮汐力”非常大,因此星球首先會被撕扯成碎片,然后這些碎片會陸陸續續被黑洞吸引過去。

在絕大多數情況下,被黑洞吞噬的星球的運動方向都不會徑直地指向黑洞,所以星球被撕裂后產生的碎片通常都會一邊圍繞著黑洞旋轉,一邊向黑洞接近。

在這個過程中由于角動量守恒,這些碎片距離黑洞越近,其圍繞黑洞旋轉的速度就越快,與此同時,物質的密集程度也就越高,當達到一定程度的時候,大量的物質就會在黑洞附近形成一個圍繞著黑洞高速旋轉的盤狀結構,這也被稱為“吸積盤”。

在“吸積盤”中的物質,早已被黑洞產生的“潮汐力”撕裂成原子甚至亞原子狀態,由于它們的速度各不相同,因此這些高速運動的物質之間就會因為劇烈的碰撞和摩擦而釋放出極高的能量,進而產生大量的電磁輻射,正因為如此,我們才可以間接地觀測到黑洞。

與此同時,“吸積盤”中的部分物質也可能因此獲得足以擺脫黑洞引力場的能量,在磁場的約束下,這些物質會從黑洞的兩極高速噴出,形成壯觀的黑洞噴流。

看到這里肯定有人會問了,不是說任何物質都無法逃離黑洞嗎?其實這是可以解釋的。

黑洞不是洞,而是一個封閉的時空,在三維空間中,黑洞可以看成是一個球體,其中心位置有一個密度無限大、體積無限小的“奇點”(Singularity),而球體的表面和半徑則分別稱為“事件視界”(Event horizon)和“史瓦西半徑”(Schwarzschild radius)。

從理論上來講,任何進入了“事件視界”的物質就再也無法逃逸,而黑洞的“吸積盤”其實是位于“事件視界”之外的,所以在能量足夠高的情況下,其中的物質就可以擺脫黑洞引力的束縛。

在過去的日子里,黑洞噴流這種現象已經被多次觀測到,這也說明了,在星球被黑洞吞噬的過程中,有一部分物質確實沒有真正地進入到黑洞內部。

當然了,星球的另一部分物質的確是被黑洞吞噬了,根據廣義相對論,物質一旦進入了“事件視界”,就會不可避免地墜入位于黑洞中心位置的“奇點”,從此成為黑洞的一部分。那這是否就是這些物質最終的歸宿呢?對此,著名物理學家霍金給出了否定的答案。

根據量子力學,真空并不是想象中的那樣空無一物,而是存在著一種被稱為“量子漲落”的現象,這種現象簡單來講就是,真空中會不停地產生正負虛粒子,它們總是會成對地產生,然后在極短的時間之內湮滅。

霍金據此推測出,當虛粒子對出現在黑洞的“事件視界”邊緣的時候,有可能出現4種情況:1、虛粒子對正常湮滅;2、兩個虛粒子同時被黑洞吞噬;3、負虛粒子被黑洞吞噬,正虛粒子逃逸;4、正虛粒子被黑洞吞噬,負虛粒子逃逸。

根據霍金的計算,在上述4種情況之中,第3種情況出現的概率最大,需要知道的是,負虛粒子攜帶的是負能量,因此在黑洞吞噬了負虛粒子之后,它的能量就減少了。那這些能量到哪里去了呢?當然就是被逃逸的正虛粒子帶走了。

根據相對論質能等價原理,黑洞損失了能量,就相當于黑洞損失了質量,這就意味著,在上述的第3種情況發生之后,黑洞就會變小。

實際上,這種機制就被稱為“霍金輻射”,霍金認為,黑洞會通過“霍金輻射”不斷地“蒸發”,隨著時間的流逝,宇宙中所有的黑洞遲早都會“蒸發”殆盡,而這也就意味著,那些真正被黑洞吞噬掉的星球物質,最終也會通過“霍金輻射”重新回到宇宙空間之中。

[img]黑洞連恒星都能夠吞噬,那些被黑洞“吃掉”的物質都去了哪里了?

黑洞在吞噬其他物質的過程中,其他物質會在黑洞之中形成一種盤狀結構,隨著時間的不斷流失黑洞會將這些物質吐出,最終還給宇宙。

黑洞所形成的磁場很強,這個磁場一旦受到恒星的磁場吸引,就會使黑洞中粒子的密度達到一個峰值。這就使得宇宙中所有的光都無法逃脫黑洞的““法眼”。就連恒星本身也很難逃脫這一劫。因此黑洞中的很多物質最終都會被黑洞吞噬掉,比如電子、質子。

黑洞的“能量”來源

對于黑洞來說,“能量”的來源主要是兩種,第一種是黑洞本身產生的,這是黑洞產生物質的根本動力。我們可以把它稱之為“超光速輻射”。我們的恒星經過幾年時間的發展變得非常脆弱,恒星內部的物質會在黑洞的作用下加速,讓黑洞對恒星產生的電磁輻射能達到飽和狀態。黑洞會把恒星內部的物質也吃掉,讓黑洞自身產生核聚變的能量。這樣恒星內部和黑洞相互作用后產生的核聚變才能使黑洞的磁場達到平衡狀態。第二種是通過在黑洞周圍區域尋找各種中子星或者黑洞的殘骸時所獲得的輻射來產生。在這一過程中就會產生大量的中子星或黑洞殘骸等天體來補充黑洞所需要營養物質。

被黑洞吞噬后的物質最終都去了哪里?

我認為在黑洞將其他物質吞噬之后,會逐漸的吐出還給宇宙。在黑洞形成時,如果沒有引力,那么黑洞會持續的向外釋放出巨大的能量,這對正在被黑洞吞噬時的恒星來說就是一場災難。但是黑洞產生的磁場卻能夠暫時阻止能量的向外傳播,這樣黑洞就可以一直向外散發能量和輻射,從而防止被吞噬的物質中產生更多的引力和輻射。

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