黑洞消失會變成什麼?

General 更新 2024-12-22

黑洞是怎樣形成的,它消失後變成什麼?

黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程;恆星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個密實的星球。但在黑洞情況下,由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。任何靠近它的物體都會被它吸進去,黑洞就變得像真空吸塵器一樣.  亦可以簡單理解:通常恆星的最初只含氫元素,恆星內部的氫原子時刻相互碰撞,發生裂變、聚變。由於恆星質量很大,裂變與聚變產生的能量與恆星萬有引力抗衡,以維持恆星結構的穩定。由於裂變與聚變,氫原子內部結構最終發生改變,破裂並組成新的元素——氦元素。接著,氦原子也參與裂變與聚變,改變結構,生成鋰元素。如此類推,按照元素週期表的順序,會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至鐵元素生成,該恆星便會坍塌。這是由於鐵元素相當穩定不能參與裂變或聚變,而鐵元素存在於恆星內部,導致恆星內部不具有足夠的能量與質量巨大的恆星的萬有引力抗衡,從而引發恆星坍塌,最終形成黑洞。  跟白矮星和中子星一樣,黑洞可能也是由質量大於太陽質量20倍的恆星演化而來的。  當一顆恆星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,直到最後形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。  根據科學家的猜想,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直至成為一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑),正象我們上面介紹的那樣,巨大的引力就使得即使光也無法向外射出,從而切斷了恆星與外界的一切聯繫——“黑洞”誕生了。  根據科學家計算,一個物體要有每秒種7.9公里的速度,就可以不被地球的引力拉回到地面,而在空中饒著地球轉圈子了.這個速度,叫第一宇宙速度.如果要想完全擺脫地球引力的束縛,到別的行星上去,至少要有11.2km/s的速度,這個速度,叫第二宇宙速度.也可以叫逃脫速度.這個結果是按照地球的質量和半徑的大小算出來的.就是說,一個物體要從地面上逃脫出去,起碼要有這麼大的速度。可是對於別的天體來說,從它們的表面上逃脫出去所需要的速度就不一定也是這麼大了。一個天體的質量越是大,半徑越是小,要擺脫它的引力就越困難,從它上面逃脫所需要的速度也就越大.  按照這個道理,我們就可以這樣來想:可能有這麼一種天體,它的質量很大,而半徑又很小,使得從它上面逃脫的速度達到了光的速度那麼大。也就是說,這個天體的引力強極了,連每秒鐘三十萬公里的光都被它的引力拉住,跑不出來了。既然這個天體的光跑不出來,我們然談就看不見它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的,任何物質運動的速度都不可能超過光速.既然光不能從這種天體上跑出來,當然任何別的物質也就休想跑出來.一切東西只要被吸了進去,就不能再出來,就象掉進了無底洞,這樣一種天體,人們就把它叫做黑洞.

黑洞的蒸發  由於黑洞的密度極大,根據公式我們可以知道密度=質量÷體積,為了讓黑洞密度無限大,那就說明黑洞的體積要無限小,然後質量要無限大,這樣才能成為黑洞。黑洞是由一些恆星“滅亡”後所形成的死星,他的質量很大,體積很小。但是問題就產生了,黑洞會一直存在嗎?答案是否定的,黑洞也有滅亡的那天,由於黑洞無限吸引,但是總會有質子逃脫黑洞的束縛,這樣日積月累,黑洞就慢慢的蒸發,到了最後就成為了白矮星,或者就爆炸,它爆炸所產生的衝擊波足以讓地球毀滅10^18萬億次......

黑洞死亡後會變成什麼?

比太陽大八倍的恆星會使鉅變一往無前,直到鐵元素的鉅變後會不釋放能量變成黑洞。現代物理學家霍金的精典物理學理論提出。100噸的黑洞會在100萬年後消失的無影無蹤,100億噸的黑洞會在十的六十次方年後消失的無影無中蹤。因為在黑洞裡面。所有物質會分解中微子和微小粒子通過黑洞兩極噴射出來。通過長時間的噴射。黑洞最終會變成無有。消失。死亡。黑洞會發出耀眼的光芒,體積會縮小,甚至會爆炸。當英國物理學家史迪芬·霍金於1974年做此語言時,整個科學界為之震動。黑洞曾被認為是宇宙最終的沉澱所:沒有什麼可以逃出黑洞,它們吞噬了氣體和星體,質量增大,因而洞的體積只會增大,霍金的理論是受靈感支配的思維的飛躍,他結合了廣義相對論和量子理論。他發現黑洞周圍的引力場釋放出能量,同時消耗黑洞的能量和質量,這種“霍金輻射”對大多數黑洞來說可以忽略不計,而小黑洞則以極高的速度輻射能量,直到黑洞的爆炸。

黑洞並非一直靜止不動。量子效應表明,黑洞嚴格地說並不黑,而是藉著熱輻射一直在發著幽暗的光。一個質量跟太陽一樣大的黑洞,其溫度低得可憐,才只有絕對溫度的零上100億之1度,而超級黑洞的溫度更低。只要宇宙的背景溫度高於它們的溫度,黑洞就會通過吸熱而非常緩慢地持續增大。當黑洞與其他物體或其他黑洞相撞時,仍然會出現一些活動,隨著黑洞自旋的消耗,黑洞的旋轉會逐漸慢下來。但是,當空間的溫度降到黑洞的溫度以下時,便會出現最為激烈的變化。

比其周圍環境熱的黑洞會損失熱量,因而也就損失了能量。能量的損失將會使黑洞收縮。而黑洞收縮又會使溫度稍微增高,使能量輻射加速。於是,黑洞便開始向遏制不住的蒸發過程。在極長的時間裡,黑洞的收縮速度一直向上攀升,最後,大約經過10e108年之後,那些起初比很多星系加在一起還重的黑洞將會縮得一乾二淨,無影無蹤。

現在,人們都還不知道黑洞會如何死亡,但黑洞似乎有可能縮得極小,變得很熱,於是開始創造物質。但黑洞這一階段只能存活幾十億年。最後,黑洞很可能爆炸,變成一些伽馬射線,一點往昔存在的殘跡都不留。

黑洞最終會變成什麼?它會湮沒嗎?

黑洞會縮小

史蒂芬·霍金於1971年提出有微型黑洞存在。他認為,在宇宙的初始時刻,遠在恆

星和星系形成之前,“宇宙浴盆”的壓力和能量是如此之大,足以迫使一些物質小團塊

收縮成為不同尺度和質量的黑洞(見第15章)。特別是,可以由此形成微型黑洞,其質

量相當於一座山,而尺度如同一個基本粒子。這些黑洞與現在宇宙中形成的黑洞不同,

後者要求大量物質的引力坍縮。

霍金接著考慮這些小黑洞與周圍介質的相互作用。這裡所涉及的尺度是微觀的,物

質和能量就必須由量子力學來描述。前面已經說過,現在還沒有一個令人滿意的量子引

力理論,不過,引力場,包括時空本身,直到普朗克長度才真正表現出不連續性,而這

個長度比基本粒子或微型黑洞的半徑要小得多。因此,微型黑洞與周圍物質和能量的相

互作用就可以按一個折衷方案來計算:時空連續體仍保持為“經典的”,並且可以由廣

義相對論來描述,只是其中容納的物質和輻射才是量子化的。

霍金在1974年按這個方案行事,得到的結果完全出乎意料,以至於他以為自己算錯

了。他又檢查了好幾遍,終於被迫接受這樣的結論:微型黑洞必定會蒸發,即向外發射

粒子。

初看起來這是令人困窘的,這種行為是與黑洞禁止任何物質逃離視界這一“經典”

概念公然對抗的。當然,一個“激發態”黑洞可以由緩慢地減少其角動量或電荷而失去

一部分能量,但是粒子的發射仍然在視界之外。一個“退激發”的史瓦西黑洞必須保持

其與面積和摘相聯繫的不可約質量能量,按照經典熱力學第二定律面積和摘只能隨時間

增長,而現在霍金的計算表明,微型黑洞,不論是激發與否,都必須允許粒子逃離,即

蒸發掉自己的質量和能量。怎麼解決這個矛盾呢?

事後來認識一個重大的理論發現常常是容易的,因為它一下子使尚未理解的現象之

間的關係得到了解釋。在這個意義上,黑洞的量子蒸發來得正是時候,它證明黑洞的熱

力學圖像是完全正確的,而這個圖像的“經典”式描述,嚴格說來是不自治的,且看道

理何在。

按照熱力學定律,所有具有一定溫度並沉浸在一種較冷介質(例如空氣)中的物體,

必定會發出輻射而損失能量。物體的摘減小而周圍介質的牆增加。在這個交換中總結,

即單個摘的總和,必定增加,這是第二定律所規定的。

關於黑洞,熱力學是怎麼說的呢?它有妨,由其表面積給出;有溫度,由其表面引

力給出。假設把黑洞放在一個浴器裡,如果黑洞的溫度比浴器的低,它將吸收能量並增

加自己的摘;但是如果黑洞的溫度高,我們就不得不承認黑洞應當把能量和摘交給浴器,

而這與“經典”的黑洞熱力學第二定律是矛盾的。

霍金的發現消除了這個不一致。由於量子力學的特定性質(這將在下面介紹),黑

洞即使是在最低能量態也能發射粒子或輻射。由於喪失能量,黑洞的摘,亦即其面積減

小,而周圍環境的嫡則由於獲得能量而增大,並且環境滴的增大量大於黑洞滴的減小量,

於是總的摘仍然增大,熱力學第二定律為黑洞加環境的整體系統所遵守。

隧道

經典觀點認為沒有任何東西能逃離黑洞,視界是一個“單向膜”,只許進而不許出。

從黑洞內部看來,視界就像是一堵無限高的牆,越過它需要有無限大的能量。

但是量子力學提供了穿過任何一堵牆的可能性,哪怕是沒有足夠的能量。這種現象

被稱為隧道效應,是測不準原理的直接結果,而測不準原理則是量子力學的基石,就像

等效原理之於廣義相對論。

按照量子力學,對微觀世界的描述有著某種“模糊性”。例如,如果我們要測量一

個孤立電子的位置,它就必須是有確定位置並且是可見的,要成為可見,它就必須被照

明。一個電子是......

黑洞最終演會化成什麼

在霍金提出黑洞的量子蒸發理論之前,人們認為黑洞只能越來越大,直到把附近的質量都吸集完,黑洞停止生長,並可能永遠如此。

自從霍金提出黑洞的量子蒸發理論之後,人們對黑洞的認識有了改變。

如果黑洞吸集質量的速度大於量子蒸發的速度,則黑洞繼續長大。

如果黑洞吸集質量的速度等於量子蒸發的速度,則黑洞大小不變,穩定存在。

如果黑洞吸集質量的速度小於量子蒸發的速度,則黑洞質量減小。直到黑洞質量小到無法維持其視界,黑洞會在一次爆炸中消失,迴歸為能量。但一是這種情況只會發生在極小質量黑洞中(即所謂“量子黑洞”),二是黑洞的量子蒸發時間非常長,可能長達數百億年。

目前為止人類有進去過黑洞嗎?黑洞的裡面是什麼樣的?

zhidao.baidu.com/daily/view?id=4539

掉進黑洞會發生什麼?你死了但同時還活著

你有沒有偶爾出現過這樣的念頭:如果你掉進一個黑洞會發生什麼?

你可能會認為自己大概會被壓碎,或者撕成碎片。但現實可能比你設想的更加詭異。在你落入黑洞的一瞬間,現實將會被一分為二。在其中一種場景中,你將瞬間化為灰燼,而在另一種場景下,你幾乎毫髮無損,並且這兩種情形可能都是真實的。

黑洞是什麼?

黑洞是一類詭異之地,在這裡我們所熟知的物理定律不再有效。愛因斯坦指出,黑洞的引力會彎曲時空,造成時空本身發生扭曲。因此如果有一個密度足夠高的物體, 時空將發生嚴重扭曲,以至於在這個物體周圍的現實時空之中形成一個類似凹陷的區域,這就是黑洞。當一顆大質量恆星耗盡其燃料之後發生爆炸塌縮,這一過程將 足以產生這樣奇異的超級緻密天體。當超大質量恆星的死亡核心在自身質量作用下不斷收縮,它周圍的時空隨之扭曲。它的引力開始變得如此之強,以至於光線也無法逃離它的掌控:在這顆恆星原先所在的位置上,一個新的黑洞出現了。

黑洞最外層的是它的事件邊界,也就是光線恰好開始無法逃離的引力範圍邊界。在這一區域之外,光線還可以逃離,而一旦越過這一邊界,任何逃離的努力都將是徒勞 的。事件邊界蘊含著巨大的能量。此處的量子效應會產生強大的高溫粒子流並向外輻射,這就是所謂的“霍金輻射”。這是以英國著名天體物理學家霍金教授的名字 命名的,因為是他最先預言了這種輻射效應的存在。只要給予足夠的時間,這種霍金輻射將最終耗盡黑洞的所有質量並導致黑洞的最終消亡。

隨著你逐漸深入黑洞,時空變得更加扭曲,直到抵達黑洞的核心——在這裡,時空的扭曲達到無限程度,這就是“奇點”。在這裡空間和時間不再有意義,我們所熟知的,基於時間與空間概念的物理學定律也將全部失效。

大質量天體會導致時空的扭曲

在黑洞中,時空的扭曲程度到達極點

黑洞導致光線傳播路徑的極大扭曲,形成類似“透鏡”的效果

半人馬射電源A(Centaurus A)可能是一個位於我們銀河系中央的大型黑洞

那麼在這裡究竟將發生什麼?另一個宇宙?混沌?或是通往小時候書架的後面?沒有人知道答案。

落入黑洞時會發生什麼——你死了,但同時你活著

那麼如果有一天你真的不幸落入其中一個黑洞之中,將會發生什麼?首先我們假想你擁有一個名叫“安妮”(Anne)的同伴。你正朝著黑洞落去,而她仍然處於安全的距離外驚恐萬分地觀察著眼前的景象。從此刻開始,她將目睹一系列奇異現象。

隨著你朝著黑洞的事件邊界不斷加速下落。安妮將會看到你的身體逐漸被拉長並扭曲,就像透過一個放大鏡觀察你的感覺。並且隨著你越來越接近事件邊界,安妮會發現你的移動速度似乎變得越來越慢,就像在看慢動作鏡頭。

你沒有辦法向她呼喊,因為空間裡沒有空氣,但你想到用自己的iphone手機,利用閃光的方式向安妮發送一段摩爾斯電碼(真的有一個這樣的app)。然而你發出的信號向外傳遞的速度同樣非常緩慢,光線的波長已經在強大的引力場中被嚴重拉伸,頻率變得很低:“我很好。。。我 很 好。。。 我。。。。。。。很。。。。。。。好。。。”

當你最終抵達事件邊界,安妮會發現你靜止了,彷彿某人按下了暫停按鈕。她會看到你還在......

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