有可能填滿一個黑洞嗎?如果你不斷地把星系的物質(zhì)扔進(jìn)黑洞,它會被填滿嗎?如果宇宙中的所有物質(zhì)都被拋入一個黑洞,理論上會發(fā)生什么?
黑洞已經(jīng)是過度填充的結(jié)果。黑洞之于人類,如同狂暴病毒之于人類;向它扔的越多,它就越危險。然而,與僵尸不同的是,黑洞會互相吞噬。
落入黑洞的物質(zhì)越多,黑洞就越大。例如:我們星系中心的黑洞(人馬座A*),它的質(zhì)量大概有400萬個太陽那么多,這已經(jīng)是一些小星系的大小了。不管怎樣,至少是小球狀星團(tuán)。
圖源:超大質(zhì)量黑洞第一個直接視覺證據(jù)
如果宇宙中所有的物質(zhì)都被扔進(jìn)同一個巨大的黑洞中,你就會得到真正的巨大黑洞。
(5500萬年前的黑洞影像)
黑洞是一個時空區(qū)域,其引力加速度非常大,以至于任何粒子,甚至光等電磁輻射都無法逃脫。廣義相對論預(yù)言:一個足夠緊密的質(zhì)量可以使時空變形而形成黑洞。無法逃脫的區(qū)域的邊界叫做視界。雖然視界對穿越它的物體的命運(yùn)和環(huán)境有巨大的影響,但并沒有發(fā)現(xiàn)任何局部可見的特征。在許多方面,黑洞就像一個理想的黑體,因?yàn)樗环瓷涔狻?/span>
此外,彎曲時空中的量子場論預(yù)測,視界會發(fā)射霍金輻射,其光譜和溫度與其質(zhì)量成反比的黑體相同。對于質(zhì)量為恒星的黑洞,這個溫度大約是十億分之一開爾文,這使得它基本上不可能被觀測到。
這張照片由物理學(xué)家發(fā)表于2010年5月26日
視界望遠(yuǎn)鏡(2019年4月10日)發(fā)布的首張圖片是超大橢圓星系梅西耶87,它的核心是超大質(zhì)量黑洞,其質(zhì)量是太陽的70億倍??梢姴糠值氖窃滦伟l(fā)射環(huán)和中心陰影,它們是黑洞的光子環(huán)和黑洞視界的光子捕獲區(qū)被引力放大的景象。月牙形起源于黑洞的旋轉(zhuǎn)和相對論光束;陰影大約是視界直徑的2.6倍。
(首張黑洞照片誕生,霍金黑洞理論終獲論證)
18世紀(jì),約翰·米歇爾和皮埃爾·西蒙·拉普拉斯首次考慮了引力場太強(qiáng)以至于光線無法逃逸的物體。1916年,卡爾·施瓦茨希爾德(Karl Schwarzschild)發(fā)現(xiàn)了第一個描述黑洞特征的廣義相對論的現(xiàn)代解,盡管1958年,戴維·芬克爾斯坦(David Finkelstein)首次發(fā)表了關(guān)于黑洞是一個沒有任何東西可以逃脫的空間區(qū)域的解釋。黑洞長期以來被認(rèn)為是數(shù)學(xué)上的奇葩;20世紀(jì)60年代,理論工作表明它們是廣義相對論的普遍預(yù)測。喬斯林·貝爾·伯奈爾于1967年發(fā)現(xiàn)的中子星激起了人們對引力坍縮的致密物體的興趣,認(rèn)為這是一種可能的天體物理現(xiàn)實(shí)。
當(dāng)非常大質(zhì)量的恒星在其生命周期結(jié)束時會坍塌,預(yù)計(jì)會形成具有恒星質(zhì)量的黑洞。黑洞形成后,它可以通過吸收周圍物質(zhì)來繼續(xù)成長。通過吸收其他恒星與其他黑洞和合并,超大質(zhì)量黑洞數(shù)百萬太陽質(zhì)量(M)的可能形式。人們一致認(rèn)為,超大質(zhì)量黑洞存在于大多數(shù)星系的中心。
黑洞的存在可以通過它與其他物質(zhì)和電磁輻射(如可見光)的相互作用來推斷。落入黑洞的物質(zhì)可以形成一個外部吸積盤,通過摩擦加熱,形成宇宙中最明亮的物體。如果有其他恒星繞著黑洞運(yùn)行,它們的軌道可以用來確定黑洞的質(zhì)量和位置。這樣的觀測可以用來排除可能的替代物,如中子星。通過這種方法,天文學(xué)家已經(jīng)在雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了無數(shù)的恒星黑洞候選體,并確定了被稱為人馬座A*的射電源,它位于銀河系的中心,包含一個質(zhì)量約為430萬個太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞。
2016年2月11日,LIGO宣布首次直接探測到引力波,這也是首次觀測到黑洞合并。截至2018年12月,已經(jīng)觀測到11個引力波事件,它們來自10個合并的黑洞(以及一個雙星合并)。2019年4月10日,在事件視界望遠(yuǎn)鏡于2017年對梅西耶87星系中心的超大質(zhì)量黑洞進(jìn)行了觀測之后,首次發(fā)布了黑洞及其附近的直接圖像。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. 佚名- askamathematician
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.原文來自:https://www.askamathematician.com/2010/05/q-is-it-possible-to-fill-a-black-hole-if-you-were-to-continuously-throw-galaxies-worth-of-matter-into-a-black-hole-would-it-ever-fill-up-and-what-would-theoretically-happen-if-all-the-matter-in-th/
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