黑洞并不致命 地球被吞噬后仍然存在解谜

当前位置:首页 > 解谜 >     日期:2017-10-05    来源:前沿资讯    编辑:静雅    热度:
导读:黑洞并不致命 地球被吞噬后仍然存在,北京时间6月19日消息,据英国媒体报道,一篇最新的研究论文宣称,站在黑洞表面将会创造出一个几乎完美的另......

  北京时间6月19日消息,据英国媒体报道,一篇最新的研究论文宣称,站在黑洞表面将会创造出一个“几乎完美”的“另一个你”。

黑洞并不致命 地球被吞噬后仍然存在

  这一诡异理论指出黑洞的边界将不会摧毁任何接触它的东西。事实上,根据它的说法,黑洞要比我们原先设想的温和的多——事实上如果有朝一日地球被一个黑洞吞噬,我们甚至都不会注意到这件事的发生。

  提出这一理论的是美国俄亥俄州立大学的萨米尔·马瑟(Samir Mathur)博士。他所提出的这一理论与当前关于黑洞边界的主流观点相悖,一般科学家认为黑洞存在“火墙”边界,将会摧毁任何试图穿越它的物体。

  但马瑟博士表示,任何接触黑洞的物体不会被摧毁,而是会产生一个几乎完美的“复制品”并继续一如往常的存在下去。对此,有人评论道:“他们并不把黑洞当成杀手,而是某种温和的复制机器之类的东西。”

黑洞并不致命 地球被吞噬后仍然存在

  在2003年,马瑟博士首次产生了这一有关黑洞的“毛毛球理论”(fuzzball theory), 意思是他认为黑洞并不具有一个截然的,而是“毛糙”的边界。在当时,马瑟表示物体并不会真的“落入”黑洞,但是会落到黑洞的表面之上。

  这一理论导致的后果 之一便是对宇宙全息理论的支持。全息理论认为,就像我们信用卡上的安全芯片那样,我们身边也存在着另外一个维度,或许是第四维或是更高的维度,只是我们无 法看到它的存在。

  这个“表面”上包含着可以描述我们所在三维世界的全部所需信息,具体而言就是有关我们宇宙的全部信息。如此,全息理论宣称,包含了对任何三维物体——比如你正用来阅读这篇文章的设备——描述的数据信息都储存在这个我们看不到的“表面”上。

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  而根据马瑟博士的理论,如果更为流行的黑洞“火墙”理论是正确的,那么宇宙全息理论就必然是错误的了。

  2003年以来,马瑟博士一直在努力试图改进其黑洞“毛毛球理论”。当时,物理学家们对此感到不屑一顾,因为他们认为所谓的“完美复制品”或全息理论的观点都是不可能的。

  而现在马瑟博士已经进一步完善了自己的这一理论并在Arxiv在线网站上发布了自己的论文,在这篇论文中他称这种黑洞对物体的复制是“并非完美的”。

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  这种不完美性是关键,因为它将不仅允许复制的发生,还将并非所有黑洞都是相同的这一重要事实考虑在内。马瑟博士表示:“不存在完美的黑洞,因为每一个黑洞都是不同的。”

  在宇宙学上,非完美性是非常重要的。事实上,之所以我们身边的一切能够存在本身便是大爆炸时的非完美性产生的结果。唯有如此,引力才能将物质聚集在一起并形成恒星,行星和星系。

  但马瑟表示,后续还需要去做更多的工作才能最终判断这一“毛毛球理论”或“火墙理论”究竟孰是孰非,他说:“这个问题其实非常简单:你接受不完美吗?”

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  “黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。

  根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。

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  而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。

  到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。

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  那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。

  当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。

  所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。 质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。

  而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。

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  这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。

  而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。

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  与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。

  那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。

  这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。

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  在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。

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  所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。

  更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。

  这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!

  “黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。

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  不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的讨论。

  黑洞是宇宙的一个组成部分。在那里吸引力非常大,以至于光线都无法从黑洞中逃脱出来。

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  在宇宙中每个星体的内部都在进行着激战,一方面是它本身固有的引力,这种引力使星体聚合变小;另一方面则是从星体的内核中释放出来的能量,它竭力要使星体爆炸分解。

  当星体的核能完全释放以后,由于只受引力的作用使星体的体积变小,但重量大的惊人,它周围的引力也会变得十分强大。

  甚至连星体周围的能量也不能从它那极度强大的引力场中逃逸掉,这时的星体就像隐身消失似的,因此在太空中形成了黑洞。

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  近年来,天文学家们收集了大量的黑洞证据,其中特别重的黑洞质量是太阳质量的10亿倍,而特别轻的黑洞质量仅是太阳质量的几倍。最近他们发现了一类体积有月球那么大而质量居中的黑洞,其质量为100-10000太阳质量。

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  美国航空航天局的天文学家们和卡内基金--梅隆大学的科学家们分别独自研究了旋涡星系的中心区域,前者的研究对象是银河系附近的39个星系,后者则把注意力放在距地球约360万光年的星暴星系M82上,他们同时发现了来自旋进黑洞的气体和尖埃的X射线辐射。

  黑洞是一个宇宙和另一个宇宙的渠道,它只会把这个宇宙的东西吸到另一个宇宙去。

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