黑洞是太空中存在的可怕現(xiàn)象。他們的引力非常強(qiáng)大,以至于他們扭曲時空的能力超過了可能的極限。
那么問題來了,如果這樣的怪物突然出現(xiàn)或來到我們太陽系附近會發(fā)生什么?
在回答這個問題之前,讓我們先澄清一些其他問題。它會在多遠(yuǎn)的地方出現(xiàn)?它是從哪里來的?這樣的黑洞會有多大?
遇到黑洞的可能性
讓我們首先指出,恒星通過引力坍塌成為黑洞要求它的質(zhì)量是太陽的10-15倍甚至更大,所以太陽不可能變成黑洞。在我們的星系中沒有這樣的恒星,也沒有指望發(fā)現(xiàn)這樣的恒星。離我們最近的是紅矮星,每個小矮星的質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的8%-60%。
所以,我們只剩下兩種可能性。第一種是一個黑洞在地球附近自發(fā)地出現(xiàn)。我們可以保證那些(fesinaring)強(qiáng)子對撞機(jī)(一種將質(zhì)子加速對撞的高能物理設(shè)備,工作過程中極小可能產(chǎn)生不穩(wěn)定的微小黑洞),無論大小,這種威脅是最小的。
但第二種可能性更真實。在2000年,天體物理學(xué)家證實了黑洞穿越宇宙。但是,其中一個經(jīng)過我們太陽系的可能性仍然很小。不過,這是值得探索的。
黑洞如何扭曲空間和時間
在很遠(yuǎn)的地方,黑洞的行為就像一個質(zhì)量很大的普通物體。即它遵循經(jīng)典力學(xué)定律和牛頓萬有引力定律。事實上,根據(jù)一個265倍太陽質(zhì)量的藍(lán)矮星的行為,不可能將其與質(zhì)量相同的黑洞區(qū)分開來。
但當(dāng)我們接近黑洞時,愛因斯坦廣義相對論定律理論起作用了,根據(jù)這種理論,引力能夠扭曲空間和時間,特別是在我們處理黑洞問題時。
當(dāng)我們乘坐宇宙飛船接近巨大的黑洞時,我們會注意到我們離黑洞越近,飛船的引擎在試圖保持圓形軌道的過程中就需要付出更大的努力。總有一天,沒有什么能阻止穩(wěn)定的螺旋跳入黑洞視界。就連光也逃不出來。
你會發(fā)現(xiàn)自己在黑洞里走向奇點,進(jìn)入無限扭曲的空間和時間的核心。在這里,已知的物理定律不復(fù)存在。
在接近黑洞的時候,時間開始變慢。然而,對你來說,什么都不會改變,但是對于飛船周圍的觀察者來說,它會像糖漿一樣開始流動。當(dāng)你接近黑洞視界時,從外部看上去,就好像你已經(jīng)凍僵了,一動不動。因為光無法逃脫黑洞,這將是其他人對你的存在所知的最后一件事。
黑洞的逼近
想象一下不可思議的事情已經(jīng)發(fā)生了。我們星系外的一個巨大黑洞接近一顆新爆發(fā)的超新星,它以每秒幾百公里的速度向我們的星系推進(jìn)。
我們怎么知道這事發(fā)生了?
沒有辦法知道。除非黑洞開始與一個可見的物體相互作用,因為即使是光也不能從它的“內(nèi)部”中掙脫出來。
所以,與其在深色地毯上尋找黑發(fā),不如讓我們考慮一下如何確定黑洞是否正以間接的方式接近我們。
首先,受黑洞影響的物質(zhì)發(fā)出能到達(dá)我們的粒子流。
地球居民可以探測到黑洞周圍空間的扭曲。由愛因斯坦相對論預(yù)言的引力透鏡被天文學(xué)家多次注意到,它們靠近星系、黑洞或我們的太陽等大質(zhì)量物體。
然而,即使在理想的情況下,也很難注意到黑洞正在逼近。為了讓天文學(xué)家探測到恒星輻射的變化,黑洞必須精確地通過恒星和我們之間,實際上就是穿過它的射線。但即使在這種情況下,我們也需要很大的運(yùn)氣才能注意到這種效果。
最后,黑洞會對天體產(chǎn)生引力效應(yīng):行星,恒星,小行星和彗星。因此,我們回到原來的問題:我們假設(shè)的能形成黑洞的恒星離太陽系有多遠(yuǎn)?
審判日
很明顯,黑洞越近,對我們來說結(jié)果就越糟。就像一只麻雀飛過樹枝間的蜘蛛網(wǎng)。接近這個可怕的黑洞,會改變行星的軌道或者導(dǎo)致整個太陽系的扭曲。
如果黑洞所施加的引力改變了我們環(huán)繞太陽的軌道,使之更近,或者讓它離太陽更遠(yuǎn),那就有可能出現(xiàn)災(zāi)難性的氣候變化、海嘯、臺風(fēng)和空前規(guī)模的地震。
最壞的情況,在離我們很近的地方經(jīng)過一個黑洞,就可以把我們發(fā)射到太陽灼熱的中心,或者把我們踢出太陽系,進(jìn)入寒冷的太空。
像著名的天體物理學(xué)家尼爾·德格拉斯·泰森曾經(jīng)指出,“黑洞決定訪問太陽系的那一天將是一次非常令人失望的經(jīng)歷。”
在黑洞里旅行
現(xiàn)在讓我們想象一下,我們的訪客不僅僅是一個黑洞,而是一個超大質(zhì)量的黑洞,其視界是整個太陽系的五倍多。自然,這樣一個龐然大物用太陽和行星吞噬我們就像白鯊?fù)滔乱粭l不幸的金槍魚一樣。
但至少我們能看黑暗怪物的內(nèi)部嗎?假設(shè)我們創(chuàng)造了一種保護(hù)屏障,保護(hù)地球免受任何外部威脅,包括以數(shù)百萬G為單位測量的巨大重力。地球?qū)⒀刂菪壍老虿幌胍挠慰偷囊暯缜斑M(jìn)。
這種情況下,在一個500萬太陽質(zhì)量的巨大黑洞中,例如,位于我們星系中心的黑洞,當(dāng)我們穿越視界后,將有大約16秒來觀察,直到達(dá)到奇點。
在這次旅行中,我們將能夠看到恒星,因為它們的光穿透黑洞內(nèi)部,但扭曲的空間和時間將改變他們,使你不能認(rèn)出他們。我們似乎是在尋找某種難以想象的萬花筒。
在奇點附近,我們周圍的整個宇宙都會收縮成一道薄薄的藍(lán)光,然后,曾經(jīng)是地球的殘余物將進(jìn)入一種無限扭曲的狀態(tài),這是我們所知道的空間和時間的邊界。
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