被证实的“时空隧道”入口,一旦进入,即可实现时空穿梭?

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黑洞是一种怎样的天体,这种神秘的天体是如何形成的,物体掉入黑洞会有怎样的结果?请跟随竹子走进今天的主题——黑洞的奥秘。----引子

被证实的“时空隧道”入口,一旦进入,即可实现时空穿梭? 第1张

大家好,我是竹子。浩瀚无垠的宇宙中,充满无限神秘和未知的事物。黑洞一直以来是人们特别感兴趣的天体。人们在听到黑洞这个词以后,可能以为它只是宇宙中的一个洞。实则不然,黑洞和其他星球一样也是一个天体。也有质量,有体积,有密度。只不过黑洞的,质量和密度都足够大,产生的引力场足够强 。它的引力强到什么程度呢,只要其他物体一靠近它,就会被它吸进去,甚至连光都逃不出它的引力。

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也正是因为光进到黑洞后无法反射,所以说我们是看不到黑洞的。而且每个黑洞都有一定的温度。温度的高低与黑洞的质量成反比。黑洞也是有边界的天体,它的边界被称为“事件视界”。什么样的天体能成为黑洞呢,打个比方,比如地球,如果我们把它压缩到0.9厘米大小。质量不变,那地球就可以成为一个黑洞。在黑洞巨大的作用力下,它内部的时空都是扭曲的。时空扭曲,这是一个什么概念呢?

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用最简单的方法来说一下时空扭曲。在一个软床垫上放一个铁球,床垫发生了凹陷。这时,如果在凹陷的地方放一些玻璃球,玻璃球就会掉向铁球。以床面类比时空,以铁球类比物质,那就是物质可以使时空扭曲,这就产生了引力效应。越重的东西会使时空扭曲的越严重。这也就是说物质影响了时间和空间。在我们的认知中,时间和空间不是独立于物体之外存在的吗?怎么会被物体影响呢?这就需要我们了解一下爱因斯坦相对论中的时空观了。

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相对时空观

爱因斯坦在106年前,他提出了广义相对论。这套理论颠覆了原来的绝对时空观。什么是绝对时空观呢,绝对时空观认为时间和空间是各自独立的,彼此之间没有联系。而且时间是绝对的,不会受任何影响。它独立于物体之外均衡流逝。时间到底是一种什么东西呢?时间太难描述了,看不见,摸不着,但它是存在的。时间可以说是衡量物质作用的一个量。时间均匀流逝很好理解,意思是时间没有快慢之分,只能说长短。

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因为时间流逝的速度永远都是不变的。我们平常说:时间过得好快啊?这只是人的感受,时间是没有快慢之分的。时间的流逝与任何事物都没关系,是独立于事物之外的。同时时间还具有连续、单向、不可逆的性质。这句话应该很好理解,意思是时间不会中断也不会倒流。就像我们既不能穿越到过去也不能让时间停止一样。而空间却是永远均匀的、不动的。空间如同一个容器一样,就好像盘子里可以盛放水果。没有空间,事物是不存在的。

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但是相对论中的时空观可不是这样的。在时空观里,时间和空间被联系在一起,它们相互联系又相互制约。时空和物质的运动密切联系。物质的运动对时间和空间有了一定影响。爱因斯认为,四维时空就是在三维空间的基础上加了时间这个概念。在宇宙中,黑洞内的时空和黑洞外的时空是不一致的。

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绝对时空观适用范围有限,它只能在低速宏观的条件下使用。而物体以光速运动的时候,绝对时空观就不太准确了。这时我们要用相对论修正它。任何有质量的物体都会引起时空弯曲,弯曲到一定程度,以至于光都掉进去出不来了,这就是黑洞。在黑洞中,空间距离会变得弯曲,时间流逝会变慢。那么黑洞是怎样形成的呢?

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黑洞怎样形成

我们知道宇宙中存在很多质量很大的恒星。这种恒星会发生一种核聚变反应。它们发生核聚变反应之后,自身燃料会耗尽,燃料耗尽之后,恒星所提供的的压力不足以平衡引力。它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,进而恒星迅速向内部塌陷导致爆炸,释放出大量能量。恒星在坍缩过程中,大量物质开始向中心汇聚。伴随着坍缩过程的加剧。

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此时大量的粒子被压缩在一起。引力变得更加强大,斥力渐渐无法对抗引力,然后会发生爆炸。直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。简而言之,黑洞的形成,其实就是恒星自身坍缩的结果。黑洞就是恒星的尸体。但是呢,必须是大质量恒星才能在坍缩后形成黑洞。需要达到太阳能30倍的质量才可以。

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黑洞也是可以消失的。霍金发现在一个恒星坍缩成黑洞的时空背景里,原先真空的量子场,会变成粒子流。这些粒子流会从黑洞边界附近发射出来,它们会从黑洞逃跑,它们一逃跑黑洞的质量就开始损失,并且收缩。黑洞越收缩,这些粒子的发射率就会越大,这就代表着,黑洞损失质量的速率也越来越快。直到最后,黑洞失去它的全部质量,这就代表着,这个黑洞消失了。黑洞原本只是存在于理论中的天体,但是下面要说的这件事证实了黑洞是实际存在于宇宙中的。

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黑洞照片

2019年4月12日,人类第一张黑洞照片公布。这张图片是M87星系中心超大质量黑洞的图像。这张图片看起来就像一个甜甜圈。这个黑洞的真实物理尺寸多大呢?它的尺寸是1000亿千米,距离我们5500万光年。黑洞虽然看不见。但在黑洞周围,由于强大的引力作用。会有被加热的超级明亮的气体围绕其周围高速运动。当黑洞吸入物质时,会在周围形成巨大的吸积气盘。吸积气盘是一种由弥散物质组成的,围绕中心体转动的结构。

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吸积气盘的气体在强大的引力作用下。获得巨大的能量,从而剧烈的摩擦发热。辐射出强烈的x射线。我们可以通过观察黑洞周围物质的异常状态来发现黑洞。比如通过光线的扭曲来看到黑洞的轮廓。这张看似普通的照片可来之不易。我们要想用望远镜观察到黑洞,就需要一个口径等于地球直径的望远镜。

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这么大口径的望远镜显然是不可能存在的。于是科学家想了一个办法,借助算法将全世界各地的望远镜同时观察到的同一个数据协调起来。形成一个口径等同于地球直径的虚拟望远镜。然后对观测到的数据进行处理,就是我们现在看到的照片了。我们之前说到,黑洞会吸收所有靠近它的物体,那么这些物体被吸入黑洞之后会怎样呢。

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掉进黑洞会怎样

物体掉进黑洞之后,距离奇点最近和最远的两个点受到的引力差会特别大。奇点就是黑洞的那个密度无限大,体积无限小的点。由于引力差的作用,物体受力不均,这样就会被纵向拉长,直至被撕碎。而且进入黑洞的物质会以螺旋状的路线向黑洞陷落。所以物体被拉长、撕碎的同时,也会被拧成螺丝的纹络一样。

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但是随着对黑洞的深入研究。发现黑洞并不简单。科学家推测。黑洞可能与宇宙中另一个天体虫洞有关。虫洞是连接两个时空的隧道。一个物体进入黑洞以后通过虫洞然后从白洞出来飞向宇宙的另一时空。实现瞬间转移。白洞是也是一种天体,黑洞只进不出,白洞只出不进。白洞是通过黑洞去往另一时空的出口。

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但是掉入黑洞究竟会怎样呢,到底是会被撕裂成粒子还是会出现在另一时空当中。这一一问题现在还没有确切的答案。因为黑洞离人类居住的地球太过遥远,现在还没有条件对黑洞进行实验,掉入黑洞会有怎样的结果还停留在理论猜想阶段。

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好了,今天的文章就到这里了。大家对黑洞有怎样的看法呢,通过黑洞会穿越时空吗?可以在评论区留言和竹子一起探讨。最后,别忘了关注和点赞哦。

标签: 时空隧道

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