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標題 | 黑洞之旅:科學家頭大如斗!真的還有白洞嗎? |
分類 | 熱點事件 |
內容 | [目的地\' M87恒星3354超大質量黑洞\'] 你想去黑洞旅行嗎? 按照現在的科學技術和理論,我們還無法到達黑洞,也沒有人敢進入。 但這并不妨礙科學家們展開想象的翅膀,進行一次虛擬的黑洞之旅。 對于這個目的地,科學家們選擇了M87恒星,M87星系中心的超大質量黑洞。這個黑洞也是科學家拍攝的第一張黑洞照片的主角。 M87對科學家來說是一個很好的目標,因為,首先,它非常近,距離地球5500萬光年(5500萬光年和那些移動數十億光年的星系相比,確實非常近);第二,它很活躍,還在覓食。
從照片中可以看到,一個巨大的洞,一個數千光年寬的無星空洞,被雕刻在星系中。 M87是已知最大的黑洞之一,質量約為太陽的65億倍,是銀河系中心超大質量黑洞人馬座A的1500多倍。 現在假設有一艘宇宙飛船,它正快速向M87飛去。 在距離M87數千光年的地方可以看到一條明亮的能量軸。這是一股致命的輻射流,像噴氣發動機一樣從星系中射出。這架飛機看起來像探照燈的光束。
在這些噴流中,有“結”和腫塊,這表明這種噴流不穩定。 這是一種猛烈的能量推動。這些“結”和塊沿著光束移動,顯示出噴射的速度。
通過計算,它們的速度達到光速的99.999995%。將整架飛機加速到那個速度所需的能量是驚人的。 超大質量黑洞被一圈超高溫氣體和塵埃包圍著。它們被稱為吸積盤,比太陽亮十億倍。 明亮氣體的巨大漩渦圍繞著黑暗空間旋轉,運行速度超過每小時320萬公里。這么高的速度會產生很大的摩擦力,這就是為什么圓盤會發熱,會發光的原因??茖W家認為吸積盤的強大能量是噴流的來源。 熾熱的旋轉氣體和塵埃會產生強大的磁場。當磁盤旋轉時,它會扭曲黑洞兩極的磁場,并建立能量。最后磁場再也裝不下這么多能量,它們就會被彈射到星系里。盡管它距離航天器有許多光年,但這種劇烈的能量釋放仍然可以看到。 當這些噴流從超大質量黑洞中噴出時,噴流的路徑不是真空。如果一架噴氣式飛機撞上了一團氣體云,它會將其湮滅,并在其中開一個洞。 就像一列在雪地上行駛的火車,氣云就像雪,噴氣式飛機就是穿越它的貨運列車。每個超大質量黑洞產生的噴流無論經過哪里都會造成巨大的破壞。 飛船繼續向M87飛去,進入危險區域。離超大質量黑洞越近,越危險。當飛船接近M87星系的中央核心時,強大的‘風’開始沖擊飛船。這些風也會抑制M97星系中恒星的誕生。 M87星系是一個巨大的橢圓星系,寬度為12萬光年。這意味著當飛船從邊緣飛向內部時,會看到越來越高的恒星密度。這個巨大的星系包含了數萬億顆恒星,但它們幾乎都是同樣的顏色。 如果你在這個虛擬的宇宙飛船上,你會發現你的天空中到處都是無數的紅點。這些斑點大多是小而長壽的恒星,稱為紅矮星。 M87星系之所以充斥著這些紅矮星,是因為那些藍色和黃色的恒星已經爆炸消失了。剩下的是更小的紅矮星,可以活幾百億年。 這意味著M87星系已經很久沒有產生恒星了,所以它的恒星大多是紅色的??茖W家將這些主要由紅色恒星組成的星系稱為紅色死亡星系。 M87星系之所以長期沒有產生新的恒星,與M87恒星周圍明亮吸積盤產生的強大‘風’有直接關系。正是它們扼殺了恒星的誕生,推開了正常形成恒星的氣體,有效地熄滅了星系中恒星的形成,使其逐漸消亡。 因此,超大質量黑洞可以決定星系中恒星的形成,它們可以幫助調節星系中氣體的數量,從而控制星系中形成的恒星數量。 M87雖然與周圍浩瀚的星系相比很小,但就像把一顆葡萄的大小與地球相比一樣,它實際上可以控制它的宿主星系,并對整個宇宙的歷史產生如此深遠的影響。這是黑洞能量的絕佳例子。 【為什么M87這么巨大】 飛船繼續前進,現在已經穿過M87星系數幾千光年,但是它的超大質量黑洞還很遙遠。
M87可能看起來很小,但它的質量是太陽的65億倍。 那么它是怎么變得這么大的呢?這還是一個很大的謎團。但有一點是已知的,這與星系的大小密切相關。星系越大,黑洞越大。 要了解M87是如何變得如此巨大的,我們必須研究它的星系歷史??茖W家在觀測M87星系時,發現M87星系非常巨大,是已知宇宙中最大的星系之一。它是最亮的橢圓星系之一。 一般來說,像M87這樣質量相近的星系要小得多,但是M87膨脹得很大。那么是什么讓星星如此分散呢? 星系不是靜止的,每個星系都是運動的,有時候星系靠得很近也會相互作用?!盎印笔敲枋鰳O端野蠻行為的一種委婉方式。事實上,這種“相互作用”意味著星系正在與其他星系發生碰撞。它們正在吞噬更小的星系或者互相撕扯。 所以星系會成長,星系中食人現象很普遍。也許銀河M87吞噬了它的鄰居。那么科學家是怎么知道的呢? 既然星系之前有過碰撞或者吞并,那肯定有干涉的跡象。這就像把一塊石頭扔進池子里會產生漣漪。 當星系合并時,它們可能會留下一個突出的殘留物,就像行星狀星云一樣。行星狀星云是明亮的燈塔。通過選擇這些行星狀星云,并非常精確地繪制星系。
科學家們選擇了300個不同的發光點,它們是藍綠色的,并確認它們是行星狀星云。他們鶴立雞群。星云的運動與M87中恒星的運動不同,這表明它們形成于一個更小更年輕的星系,而不是M87星系。 行星狀星云的發現表明,M87在過去10億年的某個時刻吞噬了一個更小的星系。這個星系離M87星系太近了。M87星系強大的引力吸引著較小的星系,把它們越拉越近。M87 galaxy把這個小星系拉過來,一口吞了。 暴力合并史解釋了M87星系是如何變得如此巨大的。每一次事件都會帶來數百萬顆恒星,碰撞也釋放出巨大的引力,將星星像五彩紙屑一樣散落。 在這樣的碰撞之后,恒星可能會比以前分散10到100倍。一些碰撞使恒星四處亂飛,改變了整個星系的形狀。這將使星系更加膨脹,逐漸將它變成一個平滑、無特色的橢圓形。 M87星系是一個橢圓星系,說明它是幾個超大質量黑洞的合并,這也是M87恒星能夠獲得如此巨大質量的原因。 【兩個超大質量黑洞真的會合并嗎?】 根據現有的物理理論,兩個超大質量黑洞很難合并。當星系合并時,其中心的超大質量黑洞會相互靠近。它們向新形成的星系中心下沉,當超大質量黑洞向星系中心俯沖時,它們會穿過恒星區域和氣體云。 它們不僅僅是相互碰撞,它們還會朝著對方前進。所以他們會把星星撒得到處都是。它們彼此靠得越近,它們圍繞彼此運動的速度就越快。所以事情變得越來越混亂和瘋狂。在所有的混亂中,奇怪的事情發生了,超大質量黑洞不再相互靠近。 科學家稱之為最后的parsec問題,那么發生了什么呢?為什么會‘崩潰’呢? 最后一個parsec問題發生在兩個超大質量黑洞非常接近的時候。此時,他們已經耗盡了幫助他們合并的物質,也就是星系中的那些恒星和氣體。 如果沒有足夠的物質與黑洞相互作用,那么它們失去足夠的能量進行合并所需的時間將超過宇宙的年齡,所以黑洞實際上在這最后一秒差距的距離內停止了相互靠近。 兩個超大質量黑洞將在永恒的宇宙之舞中被鎖在一起,彼此靠近卻永遠分離。 但這一結果顯然與觀察到的事實不符。M87星系確實吞噬了許多其他星系,這些星系都有超大質量黑洞。然而,在我們的旅行中,我們并沒有看到很多超大質量黑洞,除了這個,它是——M87恒星。 所以合并確實發生了,但是怎么發生的呢?有什么問題? 2019年,科學家從一個名為NGC 6240的星系中獲得了線索。這個特殊的星系看起來像是巨大星系碰撞的產物。
任意方向任意速度都有任意簇,都混在一起。這是科學家認為星系在大規模合并后的樣子。 科學家在這個星系的中心發現了不是兩個而是三個巨大的黑洞。這表明在最近的歷史中有三個星系發生了碰撞。 所以,當這個新星系開始有這對停滯的黑洞時,它會帶來它們的第三個超大質量黑洞。 另一個超大質量黑洞擾亂了系統,使得星系中心的東西非常不穩定。 第三個超大質量黑洞的引力從停滯的黑洞中竊取軌道能量,從而將它們推得更近。像小偷一樣,它從這個雙黑洞系統中吸取了一些旋轉能量。 當兩個超大質量黑洞失去軌道能量時,它們最終會走到一起。最有可能發生的是,質量最小的超大質量黑洞被彈出,剩下的兩個很快會合并。 高速合并只會持續幾毫秒,但會引起巨大的爆炸。當這些巨大的黑洞合并時,在這個過程中釋放的能量比我們整個星系在數十億年中釋放的能量還要多。
因此,M87可能以同樣的方式與其他超大質量黑洞合并。第三個黑洞幫助它克服了最后一個parsec問題。 【超大質量黑洞的引力死區】 隨著飛船離M87越來越近,任務變得越來越危險。飛船進入了超大質量黑洞周圍的引力死區。 如果任何不知情的恒星靠得太近,它就會被拉伸和撕裂,形成宇宙中最大最亮的光表演之一。 最近,天文學家在PGC 043234星系中發現了一個非常明亮的耀斑。耀斑比太陽亮1000億倍。如果這發生在我們銀河系的中心,它將會非常明亮,以至于我們在白天都能看到它。 當科學家們第一次看到這種閃光時,他們的第一反應是“又一顆超新星”。但它看起來一點也不像超新星。它沒有明確的特征,不像典型的超新星。在最初的閃光之后,會有一個較小的閃光重復出現。 如果一顆恒星死于超新星,不可能像這樣重演。有趣的是,它大約每130秒閃爍一次,持續450天。
當天文學家仔細觀察星系時,發現這個事件發生在星系的中心,那里有一個質量是太陽一百萬倍的黑洞。是的,他們觀察到的是一個極其罕見的現象,一個潮汐擾動事件。 這是天文學家首次捕捉到黑洞吞噬恒星的行為。在PGC 043234星系中,一顆恒星離超大質量黑洞太近了。當這顆不幸的恒星接近黑洞時,黑洞正在旋轉,這個巨大黑洞周圍的引力強大到可以將恒星撕裂。 恒星靠近黑洞的一側比恒星的另一側吸引力大得多。另一邊距離黑洞更遠,所以它拉伸了恒星,恒星被拉伸成一只巨大的長臂,被困在旋轉的黑洞周圍。
旋轉的恒星碎片將增加黑洞圓盤的輻射輸出,并發出連續的光束。每當圓盤旋轉到那個點,我們的望遠鏡就會接收到這種輻射。就像每隔130秒就能看到燈塔發出的光束。這些閃光是垂死恒星的最后脈沖。 這些閃光揭示了超大質量黑洞的寬度和旋轉速度。通過計算,這個中央超大質量黑洞的寬度大約是地球的300倍。它每兩分鐘自轉一次,速度是光速的一半,每小時超過4.8億公里。 科學家目前還不知道M87的自轉速度,但知道吸積盤的自轉速度是每小時320萬公里,是一個寬度為幾百光年的發光環。 在我們飛船的正前方是宇宙中最令人敬畏也是最致命的地方之一,我們正朝著它直沖過去。在穿越星系的漫長旅程后,我們終于在星系中心看到了一個巨大的超大質量黑洞——M87。 我們面前有一道耀眼的亮光。這是吸積盤,一個由熱氣體和塵埃組成的環。M87的吸積盤很亮。它的視界位于5500萬光年之外的地球上,由望遠鏡拍攝。這是著名的黑洞照片。 這張照片可以說震驚了全世界。照片顯示M87是順時針旋轉的,它有380億公里寬,可以排成大約300萬個地球。這張照片還揭示了這個超大質量黑洞正在積極進食。 一般來說,恒星進入并被撕裂,可能每一萬年或十萬年發生一次。而M87已經閃耀了幾百萬年。顯然,除了被撕裂的恒星,這里還有大量的氣體供給吸積盤。這有助于解釋M87恒星是如何增長到65億太陽質量的。 但是未來呢?這個超大質量黑洞會繼續吞噬,還是會餓死? 為了找到答案,我們必須超越吸積盤,去發現M87是如何滿足其貪得無厭的欲望的。 M87恒星的吸積盤] 飛船穿過M87恒星的吸積盤,這是一個由氣體和塵埃組成的熱暈,直徑數百光年。這是一個有著超大質量黑洞的雜貨店。
黑洞以吞噬一切而聞名。但是黑洞并不貪婪,這是一個普遍的誤解。他們不會拉任何東西進來。事實上,如果現在太陽突然變成黑洞,地球仍然會繼續在軌道上運行。因為引力只和物體的質量和距離有關。 像M87這樣的超大質量黑洞比太陽大小的普通黑洞要大得多。這意味著它們的引力更大,它們延伸到遙遠的星系。因此它可以吸引數十億公里外的塵埃、氣體云和恒星。 但是他們不會吞下所有他們吸進的東西。黑洞不會像隕石落到地球上那樣吞噬物質。黑洞消耗物質最有效的方式就是形成吸積盤。 當氣體和塵埃被引力拖入超大質量黑洞時,它們向內螺旋,堆積成環狀,吸積盤就會增大。在重力以及氣體和塵埃動量的共同作用下,圓環開始旋轉,旋轉的物質被壓扁成圓盤狀。 所以它們不會直接掉進去,而是繞著軌道運行,并被加速到非??斓乃俣?。有些物質最終會進入黑洞,而有些物質會被踢出黑洞。 在我們銀河系的中心還有一個超大質量黑洞,半人馬座A星——??雌饋硎窃谕淌晌镔|,但吞噬的速度很低。為了找出是什么阻止了射手座A吃東西??茖W家研究了超大質量黑洞發出的紅外線。發現塵埃云中的磁場正在引導物質進入黑洞周圍的軌道,不讓它們掉進去。所以它實際上讓這些塵埃粒子遠離了黑洞,它把人馬座A的食物來源推出了超大質量黑洞。 當然這種情況可能不會永遠持續下去,因為磁場是可以改變方向的。當有大量其他垃圾、塵埃、氣體和其他恒星靠近時,它們可以改變磁場,這可能會使塵埃落入黑洞。磁場的變化會給人馬座a帶來希望。 所以對于M87來說,磁場是在幫助進食,這也是M87主動進食的原因。 【超大質量黑洞的視界】 我們的宇宙飛船任務還在繼續,隨著這些物質落入超大質量黑洞,我們正在向地平線前進。這個視界可以說是已知和未知宇宙的邊界,在這里物理定律不再適用。 我們的飛船穿過吸積盤,在它的前方是超大質量黑洞M87,絕對黑暗。根據黑洞理論,這就是我們最終的歸宿,它會被引力撕成碎片。 我們在科幻小說和影視作品中有很多精彩的畫面,講的是如果掉進黑洞會發生什么。一個廣為關注的觀點是,當你掉進黑洞時,你會變成意大利面條。 其實在黑洞視界會不會變成‘意大利面’,取決于黑洞的質量和體積比。一個恒星黑洞有14個太陽質量,直徑只有42公里,大約相當于俄克拉荷馬城的大小。當你接近這樣的黑洞時,重力和潮汐力會急劇增加。對于一個小小的黑洞來說,引力的強弱會隨著距離迅速變化,你的腳可能會被拉得比你的頭長一百萬倍! 但對于超大質量黑洞,這種情況不會發生。恒星黑洞的質量集中在一個很小的區域,而超大質量黑洞的質量擴散范圍要大得多,其覆蓋面積要大10億倍。 所以當你接近它的時候,它的引力會慢慢增加,也就是說接近超大質量黑洞感覺更像是走下斜坡而不是跳下懸崖,所以它不會把你撕成碎片。 黑洞的名聲不太好,但這個壞名聲一定是恒星質量的黑洞,它們是把東西撕成碎片的罪魁禍首。 超大質量黑洞的好處是,這些所謂的潮汐力要弱得多,所以我們實際上可以安全地接近M87。一旦到了那里,我們會看到一個驚人的景象。超大質量黑洞會扭曲周圍的光線。 在遠離黑洞的地方,這種扭曲并不強烈,但是越靠近黑洞,光的路徑扭曲得越厲害,黑洞周圍的星光會變得非常奇怪。它們被拉伸成——個環和弧。我們甚至可以看到超大質量黑洞背后隱藏著什么。 因為光在黑洞周圍是彎曲的,黑洞甚至可以彎曲光,讓它穿過我們的臉,然后從另一邊反射回來。所以,原則上我們刮胡子的時候可以把黑洞當鏡子用。 為了真正理解黑洞周圍發生了什么,我們需要理解重力,而要理解重力,我們需要理解時空。將整個宇宙聯系在一起。 如果我們戴上特制的時空眼鏡,就能看到漂浮在時空網格中的恒星、行星和星系。這些物體都有質量,質量會彎曲扭曲時空。這種由質量物體引起的時空網的扭曲被稱為引力。你的質量越大,你的引力就越大,你彎曲和拉伸時空的程度就越大。
M87恒星巨大的引力扭曲了空間,迫使光線沿著曲線行進。但是它對等式另一邊的——‘時間’有什么影響呢? 愛因斯坦意識到黑洞附近的時間實際上比地球上的時間慢得多。這個過程被稱為引力時間膨脹。從遠處看,我們的宇宙飛船似乎在做慢動作。飛船里的乘客會覺得時間過得很正常。如果他們看手表,秒針會像往常一樣繞著表盤轉。但是對于一個外部觀察者來說,你手表上顯示的一分鐘可能需要幾百萬甚至幾十億年。 因此,冀達到了我們宇宙飛船的一個重要里程碑。再往前走,就回不去了。這個時候我們的飛船有兩個選擇,要么逃到安全的地方,要么掉進黑洞。 我們分離探測器,讓它獨自接近黑洞。你可以把視界想象成黑洞的表面,但會引起一點誤解。實際上,那里什么也沒有。只是離中心有一定的距離。這里的逃逸速度是光速。因為沒有什么能比光速更快,沒有什么能從黑洞中逃脫。 把地平線想象成瀑布。如果你是瀑布上水流中的一條魚,你可以游到邊緣,仍然可以逃脫。但游得太遠,就會到了無法回頭的地步,就會穿越。 什么都改變不了。光、物質、牛、大象等。只要他們越過地平線,就永遠不會回來。這是一張單程票。 然而在飛船上,我們并沒有看到探測器進入超大質量黑洞。相反,從我們的角度來看,探測器只是變得越來越慢。在M87的巨大引力下,探測器的時間似乎停止了。探針好像粘在表面上了。 但這只是我們的觀點。事實上,探測器已經越過了視界,進入了黑洞。 [兩種矛盾的理論] 有兩種主要的理論來解釋宇宙是如何運作的:廣義相對論和量子力學。 廣義相對論說探測器已經進入黑洞,但量子力學提出了一些主要障礙。根據量子力學的一些觀點,可能存在一種叫做‘防火墻’的東西。一堵量子能量墻阻止物質真正穿越視界。試圖穿越事件視界的任何東西將會發生什么已經挑戰了一些最偉大的物理學家。 我們的探測器會進入超大質量黑洞,還是會被防火墻燒成碎片? 解釋宇宙如何運作的兩種理論在接下來會發生什么上并不一致。一種理論認為探測器毫發無損地穿過,另一種理論認為不可能。 這是一個很有意思的謎題,就是廣義相對論和量子力學的交集,叫做黑洞信息悖論。 在物理學中,我們面臨著一個非常分裂的局面。有兩種理論,但不一致。 愛因斯坦的引力理論解釋了所有宏觀問題,量子場論解釋了所有微觀問題。 那么哪個是對的,哪個是錯的呢?至今還是個謎。 廣義相對論說,當你進入黑洞時,所有的信息都消失了。量子力學認為所有的信息都在量子力學的水平。你可以想象一個帶自旋和角動量的帶電粒子。據我們所知,這些信息是無法銷毀的。 想象一下燒一本書。文字是信息。隨著每一頁的燃燒,單詞將會消失。但是它真的消失了嗎? 它不會完全消失。如果你能跟蹤正在發生的一切,跟蹤每一個煙霧顆粒,并把它們放回一起,原則上,這些信息仍然存在。 因為信息不會被破壞,探測器的信息即使被破壞,也應該在超大質量黑洞里。 如果掉進黑洞的信息只是被鎖在黑洞里,那很好。它不違反任何物理定律,但是斯蒂芬霍金在他的理論中給這項工作帶來了麻煩。 他認為,隨著時間的推移,黑洞會蒸發,并逐漸逐粒子收縮,釋放出被稱為霍金輻射的熱量。 霍金輻射本身不攜帶任何信息,霍金輻射最終會摧毀一個黑洞。最終,黑洞蒸發消失。隨著黑洞的消失,關于探測器的信息也隨之消失。這對量子力學來說是個大問題。 即使量子物理學認為黑洞不能摧毀信息,不是嗎?那么量子力學的基礎錯了嗎?這就是量子信息的悖論。 為了防止這種不可能的情況發生,科學家們想出了一個變通辦法,阻止探測器信息進入黑洞,也就是‘防火墻’。 量子力學說有一種量子模糊性,一旦進去會讓你被不可思議的熱量燒死。如果防火墻把探測器燒成灰燼,那么它的信息就會留在飛船的灰燼里,就像燃燒書上寫的話一樣。 那么哪個理論是正確的呢?探測器能安全進入黑洞嗎?還是探測器燒壞了? 這個問題還沒有解決。為了找到答案,科學家們提出了一些瘋狂的想法,其中一個叫做量子糾纏。說明探測器在黑洞內外都有。它的信息由不斷出現在視界兩邊的粒子攜帶。 斯蒂芬霍金也提出了一個解決方案。雖然他最初的想法是黑洞通過熱量丟失信息,但后來他認為黑洞有柔軟的毛發。
傳統黑洞科學認為黑洞是裸露的,即除了質量電荷和自旋之外沒有任何特征,你可以從外部測量。 霍金的最新理論認為,黑洞的頭發是由幽靈般的量子粒子組成的。量子粒子可以存儲信息,蒸發黑洞的熱輻射將這些信息帶離視界。 如果霍金是對的,探測器的信息最終會逃逸到宇宙中。黑洞頭發的概念可以解決黑洞信息的悖論。但是我們真的不知道黑洞是有毛的還是禿的。 在我們能夠在事件視界上統一量子力學和廣義相對論之前,信息悖論仍然是物理學家的難題。這是物理學中最尷尬的問題之一,至今仍未解決。 【M87星的核心】 現在假設我們避開了信息悖論,探測器穿越視界,飛到了宇宙中最激烈的地方之一——M87的核心。 這就叫奇點,沒有規律可循,沒有任何道理,沒有任何東西可以逃避。我們的探測器已經越過地平線,正在前往超大質量黑洞M87中心的單程旅程中。 探測器離開了科學家知道的物理世界,進入了科學家不知道的物理世界。 這個探測器現在移動的速度比光還快,或者被空間本身攜帶的速度比光還快。一旦你穿越了黑洞的視界,你的未來就取決于黑洞中心的奇點……不可回避的事實是,你最終會加入奇點。 黑洞內部的空間就像一個三維旋轉的漩渦,里面的空間一直在運動,簡直就是噩夢版的旋轉木馬。旋轉的探測器向下飛行,直到撞上黑洞中更奇怪的區域——的內視界。
當你覺得防火墻不好,但是和內部愿景比起來微不足道的時候。物理學家安德魯漢密爾頓認為,所有落入黑洞的光和物質都會在這個位置發生巨大的碰撞。 內部視界會無限暴力,因為它就像兩個宇宙的交集。這個交匯點就像水落在瀑布底部的巖石上,濺起水花。
在超大質量黑洞內部,空間快速進入并撞向內部視界的反彈空間。這將是一個充滿無限能量的地方。是落入黑洞的物質與流出的物質相遇的地方。 所有落入M87的物體都會以巨大的能量釋放相互碰撞。這些能量必須去某個地方。有可能這個內部視界的能量是如此之大,以至于一個全新的宇宙可能在這個空間誕生。 在內視界,產生的能量可以壓縮成一個小點,它會突然點燃。 我們知道,很久以前,我們的宇宙非常小,非常熱,非常致密,很可能誕生于一個旋轉黑洞的內層視界。這是一個非常誘人的假設性想法。 但如果它是正確的,它會讓我們對宇宙本身的起源有更深入的了解。但是現在我們沒有強有力的證據證明黑洞創造了新的宇宙,也沒有強有力的證據證明黑洞不能創造新的宇宙。 所以,如果探測器能夠在內部視界中存活,它將前往宇宙中最奇怪的地方,即超大質量黑洞核心的——奇點。 隨著探測器越來越接近奇點,探測器與已知物理世界的距離也越來越遠??茖W家不知道探測器到達奇點會遇到什么,會發現什么,會經歷什么。 科學家還不知道很多,比如奇點是什么?這真是一個很難回答的問題。 傳統上,科學認為它是一個無窮小的點,但M87并非如此。 有趣的是,如果黑洞在旋轉,奇點就不是一個點,而是一個環。說物理奇點的密度是無限的,是空間和時間的一個點?!镔|盡可能坍縮,密度無限大,體積‘零’。 對于許多科學家來說,這是一個大問題。我們還能在哪里找到自然界的無限? 一個密度無限大,體積無限小的區域,基本上就是零體積!這怎么可能存在?科學家們現在不確定這樣的奇點是否真的存在。 到了那個時候,也許探測器解體了,結合M87恒星幾十億年消耗的物質,被壓縮到了極致。它不再是一個原子,而是能量的海洋。被吸收到一個體積為零,密度無窮大的環中。 或者還有另一種可能,也許奇點根本不會摧毀探測器,也可能探測器會直接穿過,進入另一個宇宙。我們前往M87恒星中心的旅程是瘋狂的。我們穿越視界,跌入奇點,這可能不是探測器旅程的終點。探測器將穿越奇點,進入一個新的宇宙。 探測器可能還有另一種選擇。在我們的宇宙中,有黑洞。如果你進入了黑洞,你就無法逃脫。理論上可能有白洞,是你進不去,只能逃出去的物體。 白洞基本上就是一個向后移動的黑洞。一些物理學家推測,白洞可能與黑洞的奇點有關。這兩者通過一種叫做蟲洞的東西聯系在一起。 理論上,這聽起來是一個讓探測器逃脫死亡的好方法。蟲洞是兩者之間的橋梁。在數學上很容易建立這個橋梁,但在現實生活中可能并不存在。幾乎可以肯定的是,在我們的整個文明中,我們永遠不會知道它是否存在。 因為在黑洞和白洞之間搭建橋梁會帶來一些問題。首先,我們不確定如何構建它們。其次,它們可能是不穩定的,會立即崩潰,除非你發明一些新的奇怪的物質來支持這個理論。 如果M87確實有一個穩定的蟲洞連接到它的奇點,我們的探測器會在某個地方結束嗎? 這個探測器的旅程可能不會在奇點結束,它攜帶的所有信息可能都存儲在我們宇宙的某個遙遠的角落?;蛟S在另一個宇宙中存在著一種幾十年前聽起來像科幻小說的想法,現在被認為是一種潛在的現實:那就是平行宇宙的想法。 如果平行宇宙存在,那么有人推測黑洞可能是通往平行宇宙的通道。如果有平行宇宙,誰知道我們的探測器最終會進入哪個宇宙?這個宇宙可能和我們的一樣,也可能完全不同。我們永遠不會知道。 超大質量黑洞是宇宙中最奇怪和最迷人的物體之一。自從一個世紀前愛因斯坦的相對論預言了黑洞,科學家們一直試圖了解黑洞是如何工作的。 M87的照片證明了許多理論,但關于這些非凡天體的誕生、成長和死亡,仍有許多需要了解。還有更讓科學家著迷的事情。這是最終的未知。這是人類知識的前沿??茖W家還有多好的路要走? 黑洞之旅:科學家頭大如斗!真的還有白洞嗎?日上三千軍萬馬班門弄斧竿18. 快樂,是一朵芬芳的野花,散發著淡淡的幽香,滋潤著我的思想;快樂是一幅流光溢彩的畫面,溫暖著我的心扉;快樂是一雙飛向智慧倉庫的純潔翅膀,領著我到智慧倉庫里遨游。68. I personally feel that teacher is the most important profession in the world.85.君子之交淡若水,小人之交甘若醴。 苔枝綴玉,有翠禽小小,枝上同宿??屠锵喾?籬角黃昏,無言自倚修竹。紅豆生南國,春來發幾枝?黑洞,探測器,量子力學,霍金,物理However just (logical / sound / valid) this argument may be, it only skims the surface of the problem. |
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