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黑洞威力超乎想象,地球是否存在危险?我们很快会被黑洞吞噬吗?

2020-08-05 作者:

众所周知,黑洞之所以被称为黑洞,是因为黑洞中心的重力如此之强,以至于它吸收了附近的所有光线,没有人能够逃脱。这显示了黑洞的引力有多强。

众所周知,黑洞拥有宇宙中最强的引力,所以没有人愿意接近它们。

如果你离得太近,黑洞的引力会非常大,以至于你无法以光速逃脱。

这个不能返回的临界点被称为“地平线”。

插图:模拟大麦哲伦星云前方黑洞的图像。请注意,引力透镜效应产生了两张高度扭曲的星云图像。扭曲成弧形的银盘表面出现在顶部。

你不想离黑洞太近的另一个原因是因为我们称之为“意大利面条”假说(意大利面条:如果你离黑洞太近,你会被黑洞的引力撕裂,形成一条长面条)。

插图:位于巨型椭圆星系M87核心的超大质量黑洞大约是太阳质量的70亿倍,如事件地平线望远镜发布的第一张图片所示(2019年4月10日)。可见的是新月形的光晕和中心的阴影,它们是黑洞视界光晕和光子捕获区重力的放大图像。新月形是由黑洞的旋转和相对论辐射造成的。阴影直径大约是视界直径的2.6倍。

把星星变成意大利面条。

想象一个太空的物体,比如一颗恒星,当恒星靠近黑洞时,恒星的一边比另一边受力更大,因为恒星的一边比另一边更靠近黑洞。

离黑洞最近的一侧引力会更强,离黑洞较远的一侧引力会更弱。

这种重力差异(称为“潮汐力”)会导致恒星分裂,这就像将一团面团拉成意大利面条。

有时天文学家可以在其他星系观察到这种情况。它的技术名称是“潮汐撕裂事件”,这仅仅意味着恒星因为离黑洞太近而被撕裂。

这是艺术家对面条的印象:最近的黑洞离我们太远,根本不会伤害我们。

幸运的是,我们不必担心,因为地球附近没有足够近的黑洞来影响我们。我们所知的离地球最近的黑洞叫做V616单色系,也叫A0620-00。

这个黑洞比我们的太阳大6.6倍。(这意味着它有很大的质量,这意味着它有很强的引力,甚至比太阳的引力还要强。)

如果地球离黑洞不到80万公里(3.7光秒),它就会被撕裂。但这是不可能的,至少在我们这一代人的生活中。

V616单片望远镜离我们大约3300光年,离我们非常非常远。

插图:气体云被银河系中心的黑洞撕裂(2006年、2010年和2013年的观测结果分别以蓝色、绿色和红色显示)。

相关知识

黑洞是一个时间空的区域,并且表现出很强的重力加速度,因此没有任何东西(没有粒子,甚至没有电磁辐射,例如光)可以逃脱广义相对论的预测,并且足够致密的质量可以使时间空变形形成黑洞。无法逃脱的区域的边界称为地平线。尽管地平线对经过它的物体的命运和环境有很大的影响,但似乎没有观察到局部可探测的特征。在许多方面,黑洞就像一个理想的黑体,因为它不反射任何光。此外,弯曲空的量子场论预测视界将发射与黑体光谱相同的霍金辐射,并且温度与质量成反比。对于恒星质量的黑洞来说,温度只有开尔文的十亿分之一,所以很难观察到。

早在18世纪,约翰·米歇尔和皮埃尔·西蒙·拉普拉斯就认为物体的引力场很强,光无法逃脱。1916年,卡尔·史瓦西发现了广义相对论现代黑洞模型特征的第一个解。然而,大卫·芬克尔斯坦在1958年首次发表了它,作为一种无法逃脱空区域的解释。黑洞长期以来被认为是数学上的好奇心。在20世纪60年代,利伦的工作表明这是广义相对论的一个普遍预测。1967年约瑟琳·贝尔·伯奈尔发现中子星,引起了人们对引力坍缩引起的致密天体的兴趣,相信它们可能在天体物理学中实现。

作者:钱迎军

詹妮·霍曼

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