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探索黑洞之谜 里面到底有什么?(4)

来源:邪恶帝时间:2017-06-22

6、黑洞会转动

听上去有点奇怪,不过黑洞确实会转动。恒星会自转,它的核心也会转动。当恒星的核心坍缩地越来越小时,它的自转就会越来越快。这就像花样滑冰运动员通过收回张开的手臂来加快自身的转速一样。如果核的质量不足以形成黑洞,它就会形成一颗直径只有几千米的中子星。目前已经发现了数百颗中子星,它们自转的速度非常快,有时甚至可以达到每秒钟100圈。

黑洞也是如此。即便恒星的核心已经收缩到小于视界的大小并且永远和外部的宇宙失去了联系,但它却仍然在转动。问题来了,转动的离心力会使得这些物质无法坍缩到普朗克长度吗?虽然其中的数学计算极为冗长,但回答是肯定的。不过我们永远也无法看到这一切,因为它们发生在视界的内部。

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7、黑洞附近事情会变得诡异

黑洞会扭曲时空结构。而如果黑洞拥有自转的话,静止黑洞的球形视界就会被破坏。

这会在视界之外产生一个被称为能层的椭球形区域。如果你处于能层和视界之间的话,你会发现你无法静止了。事实上,这个时候空间会被黑洞拖曳着运动。你可以很容易地沿着黑洞转动的方向运动,但如果你想悬停,那将是不可能的任务。而在能层的内部,空间运动的速度会超过光速!按照爱因斯坦的相对论,虽然物质不可能运动得如此之快,但空间本身却可以。

8、黑洞并不总是黑的

很少有物质会直接掉入黑洞进而消失。稍有偏差,它们就会绕着黑洞转动。随着物质的增多,它们就会在黑洞周围聚集起来。由于在转动,这些物质会形成一个围绕黑洞高速转动的盘,加之黑洞的引力随着距离会变化,因此靠近黑洞的物质其运动的速度要远远超出外围的。这一运动速度上的不一致就会产生剧烈的摩擦,从而使得物质被加热到数百万度的高温,于是黑洞附近的物质就会发出极为明亮的辐射。

更糟糕的是,磁场会驱动物质从中心向垂直于盘的两侧喷出。这两条喷流的发源地就在黑洞的外围,但在几百万甚至数十亿光年之外都能被看见。

连光都无法逃逸的黑洞却通过吞噬物质成为了宇宙中最明亮的天体。

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9、黑洞的密度可以堪比空气

黑洞的密度可以堪比空气,对很多人来说,这是非常奇怪且有意思的一点。

随着质量的增大,黑洞的视界也会变大。物理法则告诉我们,黑洞视界的半径和它的质量呈正比。也就是说,如果黑洞的质量增大到原来的2倍,其视界的半径也会增大2倍,它的体积则会增大8倍(前面说了视界是个球面)。我们知道,密度表征了某个给定体积内包含了多少质量的物质。好了,魔术开始了。

拿一个普通的黑洞,它的质量通常为太阳的3倍,视界的半径为9千米,此时它的密度为每立方厘米2千万亿克。但如果你把它的质量翻一倍,其密度就会减少到原来的1/4;质量增大10倍,密度就会减少100倍。对于一个在星系团中常见的、10亿个太阳质量的超大质量黑洞而言,它的密度只有每立方厘米0.001克,和地球上的空气密度一样。

黑洞的存在到现在都是个迷,他身上的秘密就和黑洞一样深不可测,人类想要完全了解黑洞,以现在的科技时远远不够的。

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