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宇宙中的黑洞吞噬的星球,都去哪里了?

2020-09-04 20:34阅读(78)

宇宙中的黑洞吞噬的星球,都去哪里了?它们不会无缘无故的消失了吧?:所有的星球,都是物质,或者说粒子构成的。不过你得首先明白,星球不一定会被黑洞吞噬。你

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所有的星球,都是物质,或者说粒子构成的。

不过你得首先明白,星球不一定会被黑洞吞噬。你可以把地球想象成一个恒星,把太阳想象成一个黑洞,当然,黑洞对周围的星球有引力束缚,但如果这个黑洞不是特别巨大,那么它周围的星球更大的可能是:围着黑洞公转。

就像我们的银河系,目前科学家认为银河系中心藏着一个巨大的黑洞,那是不是我们银河系就被这个巨大的黑洞吞噬了呢?

当然不是,事实是周围的恒星,甚至星系都围绕着这个黑洞做公转,就像我们地球绕着太阳旋转一样。

但如果星球不幸卷入黑洞视界以内,那么奇妙的事情就发生了,首先整个星球将被撕裂,被拉长,就像面条一样,随后物质不断地被撕裂为基本粒子,例如光子,夸克等等,再被黑洞中心吸收,当然这个过程中,会有很多粒子或反粒子被黑洞视界甩出去,但如果不幸的基本粒子被吸入黑洞,那么只能漫长地等待,等待黑洞释放的那一天,“霍金辐射”又会把这些粒子释放出来,至于有没有信息,那又是另一个值得探究的问题了。

如果有一天我们能解释粒子携带的信息的话,说不定我们能从中找到先祖的遗迹。

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当前的理论推测,当一个物体落入黑洞里并趋近位于中心的奇点时,这物体会因不同部位受到增强的吸引力而被拉长,或称面条化,最终完全失去维度并无可挽回地消失于奇点(一个体积无限小、密度无限大、引力无限大、时空曲率无限大的点)。



如果说,任何粒子都无法从黑洞表面逃逸出去,黑洞的质量就只能增加,不能减少;又由于黑洞的事件视界表面面积是决定于它的质量,所以表面面积也只能增加,不能减少



但是,倘若物体落入黑洞后、它们的熵就由此消失,如此宇宙作为一个孤立系统其中的熵就会减少,这违背了热力学第二定律。所以人们相信黑洞具有特定温度下的热辐射。即黑洞不是完全“黑”的,这种热辐射被称作霍金辐射。霍金辐射能够让黑洞失去质量,当黑洞损失的质量比增加的质量多的时候就会造成缩小,最终消失,即黑洞蒸散。





所以说,大质量的黑洞可存活比较久一些。一般恒星死亡产生的黑洞可以存在10的66次方 年,而星系黑洞则可以存在10的90次方 年,霍金辐射也可以说明为什么我们无法观测到宇宙诞生时所产生的微黑洞,因为它们已经蒸发殆尽。

就像,人一辈子会吃很多食物,为什么没有变很大?因为消耗、拉出去了



我再补充下,关于黑洞的引力奇点,目前所知的物理定律是不适用的,包括广义相对论(其囊括的引力场内的时间膨胀引力时间延迟效应自然是失效的)。事实上,奇点的存在常被用来作为广义相对论失效的证明。没人知道黑洞内部究竟发生了什么,但是系统地看,黑洞吸入物质、热辐射——对应质量、事件视界面积增加、减少,最终消失。



外界观测者在安全的距离外,对物体落入黑洞这件事的观测则会完全不同。根据相对论(这时候它可以有效了 = = ),外界观测者会看到物体随着趋近于黑洞而变得越来越慢,最终在事件视界完全停止,而从来没有真正落入黑洞。

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经常会有人问这个问题,他们以为被黑洞吞噬的星球会跑到另外一个地方,但一定非得如此吗?就现在来说,尚没有一种理论能证明这种观点,那些奇妙的白洞、另一个宇宙什么的,都还只是猜想,根本算不上是理论。

其实黑洞也是一种天体,和我们的太阳没有本质的区别,只不过密度大一点,逃逸速度大一点而已。想要了解黑洞吞噬的星球发生了什么,我们可以来看看木星吞噬星球的情况。上世纪末就有一个活生生的例子——1994年的彗木相撞。

1994年7月,苏梅克-列维9号彗星被木星引力吸引,不可避免地朝木星撞去。整个过程从7月17日4时15分持续到22日8时12分,因潮汐力而分裂成的二十多块碎片一个接一个地撞向木星,释放了约二十亿颗原子弹的能量。最终,被吞噬的苏梅克-列维9号彗星去了哪里?毫无疑问它成为了木星的一部分。

所以,就目前的理论来看,被黑洞吞噬的星球最后还是会成为黑洞的一部分。只不过,由于目前的理论无法准确描述黑洞的视界内部的情况,所以被黑洞吞噬的星球的物质状态还不能确定。

无论如何,被黑洞吞噬的星球成为黑洞的一部分是目前最科学合理的结果。其他结果,例如星球从白洞完好无损地出来,或者跑到另一个宇宙,都没有坚实的科学依据,只能博人眼球,各位要注意区别。

川陀太空

20170826

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本质上讲,黑洞也是宇宙其中一类天体,通常情况下我们说的黑洞是指超大质量恒星在燃料耗尽之后迅速塌缩形成的天体,从这方面来讲,黑洞本身作为一类天体与太阳甚至地球并没有本质的区别。

但是黑洞之所以如此特别,如此让人不解,就是因为由于黑洞的引力达到了所谓的极限,甚至连光线都逃脱不了它的“魔掌”,以至于我们几乎完全不能对黑洞有全方位的认知,而如今对黑洞的理解和诠释更多的还是理论层面上。

理论上讲,黑洞的两大概念确实超乎了很多人的想象,这两大概念就是“事件视界”和“奇点”,简单来说,事件视界就好像现实世界与另一个世界的分界线,一旦越过事件视界,目前已知的所有物理定律都不再适用,时间也不复存在。而奇点更是被认为是密度和温度都达到无限大而体积无限小的一点。

那么如果一旦有物质被黑洞吞噬,都会去向哪里呢?

第一种理论,从黑洞外部来看,我们永远不可能看到黑洞吞噬物体的全过程,因为一旦到达黑洞的事件视界,时间就戛然而止,物体就好像瞬间静止了,而事实上物体早就已经被黑洞吞噬,但从外部看到的不是吞噬而是物体在时间上的完全静止,一切都好像全息图一样覆盖在黑洞表面,这也是宇宙全息论的要点之一。

第二种理论,被黑洞吞噬的任何物体都被被彻底撕碎,成为黑洞的一部分,并最终落向黑洞奇点,这种理论是最简单明了的解释,事实上与木星还有我们的太阳吞噬物体的方式并没有太大区别,只有黑洞的引力太强大而已。

第三种理论认为,黑洞的的另一端是白洞,白洞的性质与黑洞恰恰相反,黑洞吞噬物体,而白洞只吐不吞,说白了黑洞吞噬的物体会从白洞“吐出来”。

第四种观点,黑洞是通向另一个世界的通道,也就是通往平行宇宙。黑洞巨大的质量把时空结构拉伸到极限,甚至完全能够撕裂目前我们所在的宇宙时空,通向另一个宇宙。
当然还有一种观点认为,通过黑洞能够进入更高的维度,就像科幻电影《星际穿越》那样进入第五维度空间,在那里可以看到我们现实世界的过去未来,并且可以通过引力的作用与现实世界互动。

当然,如果说我们目前现实的物理定律无法解释神秘的黑洞,也意味着肯定存在着更高一级的物理定律等这我们发现,可以预见的是,全新的物理定律将会是颠覆性的!

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简单来说,那些被黑洞吞噬的星球,最终都是到了黑洞的奇点中,为黑洞贡献了一部分质量。但黑洞想要吞噬某颗星球(一般情况下都是探讨恒星,因为恒星质量相比行星大得多,而且也容易观察到)并非一件容易的事情,黑洞对外界的引力作用也是遵循万有引力定律,并不会出现什么特殊情况。

举个例子,位于6100光年之外的天鹅座X-1是最早被天文学家识别为黑洞的天体,它的质量相当于15个太阳。在距离这个黑洞3000万公里的地方有一颗恒星HDE 226868与它互相环绕,但恒星并不会被黑洞直接吸进去,这就像两颗恒星在稳定的轨道上围绕一个共同质心旋转一样。不过,由于这颗恒星距离黑洞相当近,它的表面物质正在被黑洞吸收。

长此以往,HDE 226868与天鹅座X-1的距离越来越近,直到距离达到洛希极限,恒星将会被黑洞的巨大潮汐力完全撕碎。恒星解体之后的物质还会继续绕着黑洞旋转,最终它们会穿过黑洞表面,进入黑洞的内部空间之中,同时还会产生强烈的X射线。这个过程是不可逆的,一旦进入黑洞的内部空间,所有物质最终都会去往中心的奇点,从而使黑洞的质量逐渐增加。

通过不断吞噬其他星球,黑洞的质量不断变大,其半径则会随之向外扩张。经历漫长的过程,这种恒星级黑洞将有可能成长为超大质量黑洞,质量至少可达太阳的数十万倍。不过,黑洞的质量并不能无限增长,因为巨大的黑洞可能会引发绕其旋转的气体云坍缩成恒星,进而避免落入黑洞中。据估计,黑洞的最大质量约为太阳的500亿倍。

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对这个问题有一个简短的回答和一个稍加修正的回答。简短的回答是:物质进入黑洞,就出不来了,它们没有消失,只是你再也看不见它们了。稍加修正的回答是:进入黑洞的物质还是有可能以另一种方式出来,也就是说黑洞不是完全黑的。

先来解释这个简短的回答。

按照广义相对论,黑洞是这样一种天体:它们的质量如此之大,引力如此之强,以至于连光都无法逃脱,其他速度低于光速的物质就更出不去了。因此,在外面是无法看见黑洞的,这就是它为什么被命名为黑洞。你只能依靠黑洞产生的间接效应来判断某个地方有个黑洞,例如黑洞的吸积盘以及垂直于吸积盘喷射出的粒子流,或者两个黑洞合并产生的引力波。

黑洞的吸积盘

更加精细一点说,一个黑洞把空间分成了两部分:一部分是黑洞内部,在这里面的物质永远不会跑到黑洞外面去;另一部分是黑洞外部,也就是我们所在的部分。这两部分的界限,叫做“视界”。你可以根据物理规律推测视界内部的事情,但你没办法直接看到。

一个星球或者任何物质,如果从视界外部进入内部,在这过程中由于巨大的引力,很可能会被撕碎。这些物质并没有消失,只是进入视界之后你就看不见它了。你仍然可以通过它的引力效应,意识到它的存在。

再来解释一下稍加修正的回答。

以上是根据广义相对论对黑洞的基本描述,按照这种描述,黑洞是只进不出,绝对的黑。但是,霍金指出,考虑到量子力学(跟广义相对论并列的另一个基础物理理论)的效应,黑洞就有可能发射出粒子来,这叫做“霍金辐射”。因此,黑洞不是绝对黑的!

所以,进入黑洞的物质也可能会出来。不过出来的只是质量,具体的形式可能早就变了,例如吸进去一个质子,出来一个电子。

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黑洞是目前人类在宇宙中发现的最神奇,最神秘的一种天体,最早提出存在黑洞这种天体是通过爱因斯坦的广义相对论计算出来的,直到2019年4月,人们才在狭义上通过视界望远镜拍摄到了黑洞的图片,从而确切的证明了黑洞的存在。


对于黑洞,我们印象最深刻的就是其引力很大,在其视界内,就连光逃不出它的引力,它能够撕裂一切靠近它的物质。那么这就产生了一个有趣的问题,宇宙中的黑洞吞噬掉的星球,都去哪了?

在黑洞周围(即事件视界)其实是空空无也的,因此可以说黑洞的胃口是无限的,它会无休止地吞噬到所捕获到的任何物质。

那么黑洞为什么会有吞噬能力呢?

根据牛顿的万有引力定律可以得到质量和引力有关,并且引力与天体的质量是成正比的,也就是说恒星的质量越大,其引力也就越大。


众所周知,黑洞的质量是非常大的,那么其引力也是非常大的,大到你无法想象。经过科学家们的研究发现,无论是第一宇宙速度还是第二宇宙速度都与天体自身的质量有关,换句话来说,其物体的质量越大,那么它所需的速度就越大,因此我们可以说黑洞所需要的速度比第二宇宙速度还要高,甚至还要高于光速,这也就会使得任何低于或者等于光速的东西都会被黑洞吸进去,无法逃逸。


根据爱因斯坦狭义相对论的“光速不变原理”的假设,我们可以推断出任何物质、信息、能量都无法超越光速,因此我们可以认为,在已知的所有物质都会被黑洞所吞噬,但牛顿的万有引力定律只适用于弱引力场,因此在强引力场中误差会比较大,这时爱因斯坦的广义相对论就可以对这作出解释,爱因斯坦认为引力的本质是时空的弯曲,而地球之所以能够绕着太阳转,也是因为太阳压弯了周围的时空,才得以地球沿着时空的测地线运动。


并且惠勒也曾经说到,时空告诉物质如何运动, 物质告诉时空如何弯曲,所以,如果说太阳能够使得时空弯曲,那么黑洞也可以,不同的是黑洞对时空的弯曲程度是十分剧烈的,甚至在它周围的物质如果沿着测地线运动都会掉落到黑洞当中,当然,光也会不例外。

因此我们可以说,迄今为止,我们人类已经探明的物质都没有办法逃离黑洞,可以说是无一例外,这都是因为黑洞巨大的引力所造成的。


黑洞拥有着可怕的引力,每一个在其周围的恒星都难逃被吞噬的命运,但只要在安全距离以内。科学家们对黑洞的吞噬也一直在进行一定的研究,那么黑洞是如何对周围东西进行吞噬的呢?

黑洞是如何对周围东西进行吞噬的?

由于有大量的物质集中在黑洞那极小的体积中,导致它们塌陷成奇点,也让其周围环绕着任何物质都无法逃脱,如果有物质离黑洞太近,那么黑洞的力量就会将其撕裂。

而黑洞是由于一个大质量的恒星变成超新星后,在中心核心内爆炸形成,并且如果有任何物质位于黑洞的事件视界内,即使它以极限宇宙速度极限移动,也是无法逃脱的,一旦越过临界点形成一个黑洞,事件视界内的所有东西都会收缩成一个奇点。


对于黑洞外的物体来说,由于黑洞的质量非常大,因此当物质接近黑洞的时候,就会感受它巨大的潮汐力,对于潮汐力相信大家都有一定的了解,如果地球部分地区离月球近,那么这片区域将会受到比较大的引力,因此越接近黑洞,引力就越强,潮汐力撕开组织的力量也就越强,因此潮汐力量和黑洞周围已经存在的物质的结合可以将外部物体撕裂,一小部分被撕开的粒子将经历足够的阻力,被引入吸积盘并最终进入黑洞本身。


就拿发生在距离我们18亿光年以外的星空中的一场“黑洞进食”来说,这场观测最早是从2005年开始的,其实人类之前是从未有过如此好的机会,可以观察到这一天文奇观。

这场观测发现,当“潮汐瓦解”这一过程发生的时候,一颗完整的恒星被撕得稀碎,变成了一段弧形的长条状形态,然后慢慢进入到黑洞内部。


黑洞本身并不发光,也无法反射光线,但是它的超级引力会将撕裂出来的恒星物质进行压缩和加热,从而释放出耀眼的光芒,形成一个类星体,而这样的类星体发出的光短暂而明亮,随着时间的推移,X射线频段的亮度会慢慢的减弱,直到最后所有的光芒消失。

一般来说,任何东西吸收掉其他物质都会壮大自身的体积,就比如我们人吃多了肚子会大起来,但黑洞却是一个例外,黑洞吸收掉其他物质之后却没有任何变化,那么被黑洞吞噬掉的东西去哪里了呢?


被黑洞吞噬掉的东西去哪里了?

事实上依我们目前的科技能力,对于黑洞我们只能观察到它吞噬天体的过程,撕裂粉碎成粒子,然后吸收,但是对于去向确实一无所知。

而目前科学界对于黑洞吞噬掉的东西去向主要有两种猜测:一种说法是黑洞自身消耗了吸收的粒子,转而消耗变成热辐射发射散去。而另一种就是所谓白洞理论,是异世界异空间学说,这种说法认为黑洞作为导体,负责吸收,而能量会随之从白洞散发,这样黑洞白洞作为一体而言那就可以解释的通。


黑洞其实算是一种天体,而其吞噬就是将一切物质吸到附近然后进行粉碎,所以说成为黑洞的一部分这个说法应该不成立,但吸收应该是壮大体积,而黑洞却是渐渐在消失,因此黑洞应该不是独立的宇宙系统。

大胆的说,它应该是可以将一切吸收到的能量进行转换然后发散到宇宙中,形成我们所认为的热辐射。所谓的白洞理论其实只是一种猜测,现在没有任何科学依据可以让这个理论站得住脚,只是说人们对于时空的期待和幻想导致了这一大胆的猜测。

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黑洞吞噬星球,白洞吸收重造!犹如太极图中的黑白色,相辅相成!

人们不了解黑洞,是因为还没有观察到一个完整的黑洞样子,假如黑洞像一个漏斗,我们现在只看到漏洞进水这一面而连漏洞有多长都不清楚,没有具体的观测图像,假如黑洞是一个平面,那我们难道就只能观测到纸的证明,看不到背面吗?黑洞之所以那么神秘,这和人类的观测能力有很大的关系!

爱因斯坦预言黑洞的同时也预言了白洞,却至今没被证实!有人认为类星体可能就是一个白洞,但其实它并不符合白洞的定义,而且恰恰相反,类星体的核心是一个黑洞,而且是一种大质量黑洞,它在不停的吸收各种物质,所以才变得那么明亮,黑洞的两端也会往外辐射大量的基本粒子,这是由于它吸引收的东西太多太快的缘故,所以类星体的性质还是和黑洞更相近,只能说它是一种结构比较特殊的黑洞。

黑洞吞噬负责回收,白洞吐出负责重生。黑洞吸到物体后将其粉碎成组成这个宇宙的最细小物质,然后再通过扭曲空间在另一个宇宙的白洞喷发出来,再由这些物质慢慢的出现星球等。同理,组成我们这个宇宙的物质就是另一个宇宙被黑洞分解的物质,宇宙就是这样不停的创造毁灭。

不然黑洞吞噬的星球哪去了?黑洞不可能无限大。而白洞吐出能够组合成星球和星系的物质是哪来的?因此推断黑白洞之间必然有某种关联和通道,太极图中黑白两色就是最好的诠释,只是我们还无法理解和解开其中的奥秘!

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恒星的密度小,而黑洞的密度很大,恒星在被吸入黑洞界面后,在黑洞的巨大吸引力作用下,向黑洞的密度方向坍塌,同时向外释放一定能量,因此,恒星的大部分成为黑洞的一部分,小部分又被黑洞喷发出来(释放的部分)。这样,黑洞的质量越来越大,最后会把整个星系的恒星都吞噬掉。

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黑洞分为两种:一种是能够自旋的黑洞,这种黑洞的周围会有吸积盘,如上图所示,天体被这种黑洞吸引并不会落入黑洞的表面和内部,而是在强引力的作用下将天体撕扯成碎片,最后变成物质的基本单位夸克、胶子和光子等,然后变成吸积盘的一部分。

另一种黑洞是不能自旋的黑洞,这种黑洞如上图所示,在宇宙中就是一个黑色的圆球,一些质量较大的恒星或行星容易被吸引,进入黑洞的内部,当然结果也是一样的,会变成物质的基本单位,最终进入黑洞中心的奇点。

很多人会有疑问,难道黑洞是无限吸收物质的吗?其实并不是,不管是哪种黑洞,它们都会存在“霍金辐射”。黑洞并不是存在于三维空间内的一个无底洞,黑洞和其它星球一样就是一个圆球。根据海森堡测不准原理,宇宙中被黑洞吸收的物质会在黑洞之外产生一对虚粒子,像两个同性的吸铁石一样,一个被黑洞吸收,另一个就会加速远离黑洞。这就相当于天体被黑洞吸收后又吐出来了一样,被称之为霍金辐射,也是完全符合能量守恒定律的。综上所述,被黑洞吞噬的物质最终会被黑洞变成基本粒子吐出来,散布在宇宙各个角落。