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問:黑洞通向哪裡?

答:讓我們從黑洞是什麼開始回答這個問題。

黑洞產生於龐大恆星的隕落。恆星的品質非常大,這意味著恆星的引力也非常大,正是引力使你可以站在地球上,而不會飄向太空。

圖解:位於M87中心的超大品質黑洞,推估品質達太陽的數十億倍。這是人類史上第一張直接對黑洞觀測的天文影像,由事件視界望遠鏡所拍攝,發表於2019年4月10日。

恆星是由大量灼熱的氣體組成的星體,釋放出大量的熱量,從裡往外地推動恆星。

通常來說,引力產生的拉力和熱力產生的推力會彼此平衡,但是隨著恆星“漸入暮年”,它將燃盡內部的燃料,推力也會逐漸減小。此時引力大獲全勝,恆星所有的物質由於引力被向內拉去,最終成為一個點,就是我們所說的黑洞。

黑洞無法逃離

因為黑洞是由大量物質擠在很小的空間而形成的(用物理學語言說叫做密度很大),它能夠產生巨大的引力,吸引一切靠近它的東西。

它產生的拉力非常強大,如果你過於靠近它,甚至拼盡全力快速經過它,都免不了被吸過去的命運。這被航天學家稱作黑洞表面,一旦落入黑洞表面就絕無可能逃離。

圖解:大麥哲倫雲面前的黑洞(中心)的模擬檢視。請注意引力透鏡效應,從而產生兩個放大,以星雲最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現在頂部,扭曲成一個弧形。

黑洞之所以叫做黑洞,是因為如果我們給黑洞拍一張照片,照片上什麼也看不到,沒有光線能夠從黑洞中逃逸出來,而相機的原理就是記錄光線,你只能看到黑洞周圍黑黢黢的一個環。

圖解:上:藝術家描繪超大品質黑洞從鄰近的星體上抽走物質。 左下:超大品質黑洞的X光映像。 右下:超大品質黑洞的光學映像。

可惜的是,沒有照相機能做到。航天學家們只能通過黑洞拉扯物體,趁物體尚未被完全吸進去的過程來一窺其貌。沒有辦法看到黑洞裡面的樣子

所以,黑洞通向何方?

圖解:超大品質黑洞從吸積盤中吸積的概念圖。

現在,讓我們來回答這個大問題:當你進入黑洞之後,會發生什麼?答案目前尚不可知,但我們正在試著解答!

一個說法認為,黑洞是蟲洞的大門,蟲洞連線著兩個平行的空間,這意味著你可以跳進黑洞,然後來到宇宙的另一個角落,甚至是一個與我們的宇宙完全不同的平行宇宙。

圖解:若地面附近有一個蟲洞,它可能是這樣的

航天學家花了大量的時間試圖描繪蟲洞的結構和原理,但除非能找到真正“看到”黑洞的方法,否則我們永遠無法得知進入黑洞後是怎樣的情景。

也許有一天你會變成一個科學家,解決這些未解之謎,所以繼續探索這些神奇的問題吧!

相關知識延伸閱讀

在廣義相對論中,白洞是一種理論推測出來的時空區域,物質與光線無法進入這個區域中,但是可以從這個區域中向外出現。白洞的性質與黑洞相反,光與物質可以進入黑洞中,但是無法從黑洞中離開。這個理論最早由伊戈爾·德米特里耶維奇·諾維科夫在1964年根據對史瓦西解的計算,而提出這個假設。

圖解:最大擴充套件黑洞時空結構圖。水平方向是空間,垂直方向是時間。

目前已經有許多證據顯示黑洞存在,到現在還沒有任何證據表明白洞存在,因此白洞仍然只是一種由理論推導而出的假想星體。白洞的存在也違反熱力學定理,因為熱力學認為熵不是保持不變就是增加,但白洞會使熵減少。於2012年發表的一篇論文認為宇宙形成最初的大爆炸是短暫噴發的白洞。在論文中,作者還認為白洞理論可以解釋2006年發現的伽瑪射線暴——GRB 060614。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Ayue- theconversation

  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 揭開金字塔未解之謎,金字塔宇宙粒子研究