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小編的世界 優質文選 宇宙

黑洞是個天體,還是一個洞?都不是,黑洞是一個彎曲的時空


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2022年3月26日 -
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只要有一個關於宇宙的話題,就不可避免的要提到黑洞,因為黑洞是宇宙中最神秘的存在,然而知道黑洞的人很多,但對黑洞的誤解更多,此文將帶你了解真正的黑洞。黑洞是什麼?從名字上來解釋,黑洞就是一個黑色的洞,這個黑色的洞存在於宇宙之間。洞是什麼?從外部來看,洞就是一個不可見的空間,這可能就是黑洞名字的由來,因為黑洞的內部是真正不可見的。為什麼呢?我們都知道,黑洞具有極強的引力,引力之大可以吞噬一切,而這一切自然也包括光。我們能夠看見物體,是因為光的作用,而所有進入黑洞的光都無法逃逸而出,所以我們也永遠無法看到黑洞。

從這個角度來說,將黑洞稱之為一個洞實在是名副其實。但這只是黑洞的外在表現,從本質上來講,黑洞並不是一個洞。黑洞是從何而來的?黑洞並不是天生的,它的前身實際上就是我們熟知的恒星,如太陽一般的恒星,只是我們太陽的質量太小,還不足以坍縮成一個黑洞。科學認為,當一顆恒星達到1.44個太陽質量的時候,隨著它燃料的耗盡,便會開始發生坍縮,而坍縮的最終形態就是黑洞,所以,我們也可以說黑洞就是恒星的屍體。既然黑洞是由恒星坍縮而來,那麼毫無疑問,黑洞就是一個天體。

從這個角度來講,雖然我們無法看到黑洞的內部,但是我們有充分的理由認為黑洞內部是一個致密的球體,這個天體擁有極高的密度和質量,其質量和密度遠超過中子星,然而由於其引力巨大,一切無法逃逸而出,所以我們看不見這個致密的球體,我們能夠看到的就是一個洞。真的是這樣嗎?其實還不是,我們說了,黑洞是由恒星坍縮而成的,那麼就有一個問題了,這個坍縮的過程會終止嗎?當然不會。在逃逸速度超越光速的黑洞內部,實際上是沒有任何力量可以阻止物體進一步坍縮的,也就是說坍縮並不會在成為一個致密的球體後就終止。

這個假象中的致密球體會進一步坍縮,越來越小,密度越來越大,這是什麼?對,就是奇點。這麼說,黑洞就是一個洞加上一個點咯?也不對,奇點的存在和我們常規認識中的點是不同的,奇點實際上並不是一個點,至少不是一個物質點,如果你認為奇點就是一個擁有無限密度與質量的小點,那就錯了。因為奇點的密度和質量極大,所以其周圍的時空被極度扭曲了。形象一點來說吧,想象一張大網,這張網就是時空,我們將一個球放置在上面,會出現一個坑,也就是說球周圍的時空彎曲了,那麼如果這個球非常非常小,但非常非常重呢?

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想象這張網上的一個點一直向下拉拽,無限拉拽,那麼產生的就不只是一個坑,而是一個圓錐形地洞,當這個地洞無限向下拉,最終這個細長的地洞會閉合,也就是說空間結構已經彎曲不見了,當空間結構消失了,物質結構也就沒有了存在的地方,所以奇點並不是以物質形式存在的,而更有可能是以能量形式存在的。所以在黑洞內部可能沒有任何的物質,有的只是極度彎曲的時空,至少這讓黑洞聽起來更加名副其實了,即使黑洞內部的時空極度彎曲,但畢竟那裏什麼也沒有,所以我們可以認為它是一個真正的洞。