-
1 # Em173511188
-
2 # 海螺008
黑洞大小由什麼定的?
我們平時看到的黑洞,其實是黑洞的視界,就是當光線到達這個位置後,就只能陷進黑洞出不來了的邊界。
黑洞的實體部分,遠不是這個邊界,它要小得多。按照相對論,黑洞的實體是一個質量很大很大的點狀物,尺寸卻很小很小。
由於我們所有的資訊都靠光線獲得,而黑洞又能囚禁光線,所以我們無法知道黑洞的實體是什麼樣的。
現在的問題是,你說的黑洞大小是哪個概念的大小?
如果是視界的大小,那麼大質量的黑洞,尺寸也更大。多數媒體上的文章說的黑洞大小,也是指視界大小。
如果是黑洞的實體部分,大質量的黑洞實體未必就比小質量黑洞的實體尺寸大。
中子星很小,密度很大太陽這樣的恆星,組成它的物質是氣體,原子之間距離很大。有些紅巨星,密度更加稀薄,還沒有地球上的大氣層密度大。但是恆星死亡後的白矮星,密度是鋼鐵的10萬倍。這裡主要是原子間的距離大大壓縮,甚至連原子外面的電子執行的空域也擠壓了。科學家把這種物質狀態叫超固態。
但是,在大型恆星死亡後,由於引力很大,將物質擠壓到更小,生成中子星。中子星密度更高,大概中子星的密度為10^11kg/cm3,這個密度大概是白矮星的1億倍。
中子星為何能有這麼高的密度呢?因為組成它的物質不是原子,而是原子核,它把電子壓入到原子核裡。
下圖是電子和原子核的關係示意圖,中心是原子核,外面紫紅色的是雲霧狀的電子運動軌跡。原子的質量來自原子核,電子的質量很小很小,基本可以忽略。
我們平時接觸到的物質都是原子組成的,由於電子的電斥力,使得原子幾乎不能壓縮,一個球一個球挨著,其實都是電子雲的球相互挨著。
中子星就是將電子壓人原子核以後,物質間相互挨著都是原子核挨著原子核了。這就是中子星為何那麼小的緣故。
物質的密度可以更大但是中子是否是物質的最小結構呢?不是,至少我們知道它還有更小的層次,即夸克。
如果不是中子組成的天體,而是夸克組成的天體,是否天體的尺寸可以更小呢?是的,恐怕有一種夸克星,它比中子星密度更大。
這張圖是中子星和夸克星的示意,每個中子是由3枚夸克組成的,是2枚下夸克+1枚上夸克,當把中子的結構打碎,夸克之間的距離就很小了。
顯然,夸克也不是物質的最小結構,但是更小的物質結構組成的天體,已經是黑洞了。
也就是說,在黑洞裡,黑洞的實體部分完全有可能是不同的物質層次組成的,可能一個大型黑洞的實體比小黑洞的實體更小,密度更高。只是這些都只能推測,沒法證實。
-
3 # 科學船塢
黑洞是廣義相對論預言的奇異天體,其中心的奇點一直無法被解釋,黑洞是巨引力源,在越入黑洞視界內時就別想掙脫出來,即便是光也不行,都將被壓縮至奇點。
霍金的主要工作便是研究黑洞的演化,他創造性的將量子力學引入解釋黑洞,發現黑洞可能並不黑,它並不是只吃不吐的。
由量子力學的不確定性原理可以知道,真空中並不是寂靜的,狄拉克曾描述真空為起伏不定的“能量海”,會憑空的出現正反虛粒子對,成對出現成對消失,非常短暫以符合能量守恆定律,因為能量是賒借來的,快速歸還即可。
那麼在黑洞周圍會出現什麼奇異的情況呢?黑洞是巨引力源,這就意味著,出現的正反虛粒子對若是在視界邊緣,則一個粒子會被吸引進去,另一個則向黑洞外逃逸,那麼能量從哪裡來,就是黑洞給它的,這就好像是黑洞在輻射著能量,其代價就是消耗自身質量。
通常來講,大質量黑洞輻射較慢,小質量黑洞輻射快。題目問,黑洞會越來越怎麼樣?
黑洞在將周圍物質全部吸收完之後,如果長期得不到補充,那麼黑洞的質量是會下降的,而隨著質量的下降,輻射會越來越快,由此霍金認為黑洞會在壽命終了之時發生爆炸。
回覆列表
黑洞是星體,眾所周知就是引力大質量大但是裡面的東西無人可知。可以想象的就是吸入黑洞的任何物質,都必然會在裡面被肆虐,碰撞,產生各種能量。有可能在很長很長的間隔吸入了兩個巨型星體,在內部爆炸,造成的能量大於了黑洞承載從而飛出四散,甚至毀滅了黑洞。也有可能較小的星體碰撞,產生的能量被黑洞容納吸收,形成更大的黑洞引力範圍去捕獲更多的物質。