光在黑洞的周圍是怎樣運動的?又意味著什麼呢

2022-03-09 16:46:19 字數 5326 閱讀 6591

1樓:亞妹的心聲

天文學家公佈了一張在m87星系中心位置的超大質量黑洞的驚人**。這是迄今為止拍攝到的最高解析度的黑洞**,它展示了一個奇異的、發光的、中心有一個黑點的模糊的物質環。其實這並不是黑洞真正的樣子,從某種意義上說這是它的影子,因為黑洞周圍不存在軌道穩定的大體積空間,甚至是光本身也無法逃離黑洞。

為什麼這張**是模糊的呢?主要有兩個原因。第一,儘管事件視界望遠鏡(因進行觀測的陣列被命名)結合了世界各地望遠鏡的力量,但解析度不夠高,無法看到許多細節。

從5500萬光年遠的地方進行觀測,即使是一個大黑洞看起來也相當小。第二個原因是拍攝**時間長,所以任何像圍繞黑洞旋轉的氣體團之類的特徵都變得模糊。

假設有一張足夠高解析度的黑洞**會是什麼樣子?

一個天文學家和物理學家組成的團隊決定解答這個問題。他們利用愛因斯坦的廣義相對論方程(這影響著黑洞附近的空間和光的行為),建立了一系列的影象來研究黑洞從外部觀測是什麼樣子的。

johnson et al.

天啦。這幾張**是什麼意思?

下排的三幅圖分別是三張通過模擬在真實黑洞中的物理特性生成的快照。舉例來說,科學家們使用了62億太陽質量,一個相對於m87星系與我們自身相匹配的視角,以及在一個叫吸積盤的平面盤中圍繞它旋轉的物質數量(通過對該物質的紅外觀測計算)。它的規模非常地小;50μas=50微秒,而1弧秒相當於5公里外的一個25美分的硬幣大小。

所以這差不多就是在這枚25美分的硬幣上看到了細菌。

而上面的**是把一系列快照組合起來的效果,這也展示瞭如果事件視界望遠鏡具有無限高的解析度,在長**情況下拍攝到的黑洞**的樣子。你會看到了一個明亮的光環,有點不對稱,一些光線來自內部,一些來自外部,以及在中心的黑色空隙。

這又意味著什麼呢?

正如我在前文中所解釋的,本文的中心是黑洞。事件視界是指我們到黑洞曲隔界線的距離,在這個曲隔界線上,黑洞的逃逸速度等於光速。一旦越過界限進入黑洞,你就不可能回來了。

但不是 「穿過去」那麼簡單。這個區域之外的空間仍然極度扭曲,所以如果一個光子飛過黑洞,它的路徑就會被扭曲。扭曲的程度取決於它離的黑洞有多近。

這就是奇妙的地方。好吧,非常奇妙。

假設我們處於黑洞中心,距離黑洞越近的光子可能會扭曲得越嚴重,即使它本來沒有朝我們的方向移動,黑洞也會改變它的軌跡,使這顆光子朝我們移動(科學家稱之為n=0光子)。因為光子是從四面八方向黑洞進發的,所以形成外部分散且模糊的現象。

但在距離黑洞更近一些的光子會被黑洞扭曲180°(n=1個光子)從而形成一個更尖銳光錐。那些更靠近黑洞一些的光子,在朝向我們(n=2)之前已經繞著黑洞轉了一圈,並形成了一個更尖銳,更小的光錐。以此類推,能夠多次環繞黑洞執行的光子越來越少,黑洞周圍有可能存在這些物質的區域會變得越來越薄,所以這些光子形成的光錐更尖銳。

就這樣,更稀薄的軌道上的光子形成的光錐變得越來越模糊和尖銳,所以你看不清楚它們。

所以每一個光子,從稍微彎曲,到彎曲更多,然後繞軌道執行一次,然後兩次,就這樣,最終形成了我們看到的影象。

我知道,這有點讓人頭疼。我可能提到過黑洞附近的一切會變得更奇妙。

我們有可能獲得一個比上面的模擬**更真實的黑洞的影象嗎?實際上是可以的!有一種方法是向太空發射射電望遠鏡,擴大陣列的基線。

你們的望遠鏡彼此距離越遠,解析度就越高。這種方法伴隨的問題是射電望遠鏡必須很大,一般來說需要幾十米寬(如果沒有更多要求的話),要把這麼大的東西送入太空並不容易。我不確定在未來的幾十年裡我們能否做到這一點?

或許甚至可以在月球上建造一些,放在同樣大小的隕石坑裡,這些隕石坑是為了保持穩定性……如果可以,我們會得到與計算結果相當黑洞影象。

不過,在那之前,我們仍然可以用現有的裝置進行研究,這些裝置已經非常棒了。我們學到了很多如果你掉進黑洞會看到的東西。你不會看到它很長時間-當你靠近它的時候你會接近光速-你可能會忙著被重力和潮汐撕成碎片,被高能輻射炸成碎片。

但這場黑洞冒險還是很酷。

2樓:教育懂王

光在黑洞的周圍會直接衝進黑洞,永遠都不會再出來。這意味著黑洞具有著強大的引力,即便是光也無法擺脫這種強大的引力。

3樓:雲水南

因為黑洞的密度很大,導致它能夠吞噬所有的東西,光也無法逃逸,所以光只能圍繞黑洞旋轉而後被吞噬,這意味黑洞是引力非常大的天體。

4樓:宰相一號

光無法逃脫黑洞的引力,只能被吸入黑洞,所以人類無法拍到黑洞的**,因為光線都被吸收了,意味著黑洞密度極大,需要超越光速(不可能)的逃逸速度才能不被黑洞捕捉。

黑洞在哲學上意味著什麼?

5樓:匿名使用者

經常在網上看到哲友們陷在思辯的旋渦裡不能自拔,他們爭論一些完全是理論或概念性質的形而上學問題,他們眼中的哲學問題。我多次提醒他們,他們則充耳不聞。事實上,純粹哲學傳統有這個習慣,在純粹思辯的領域裡有一個獨立自足的幽冥世界,在這個世界中,思辯可以獨立自足,不需要來自現實的任何警醒。

從思想到思想,從思辯到思辯,從概念到概念,從形而上學到形而上學,他們爭辯得津津有味,用著調料十足哲學語言,沉醉於其中而忘乎所以。也許我們不該責怪他們,因為在十九世紀人類的哲學真正介入現實實踐之前,對形而上學的思辯是一個普遍傾向。只是這種傾向,尚未有任何人指出其真實的面目而已。

這事實上只是思想的一種習慣,一種思想的自然傾向。我們知道,人類的思想具有一種無限的廣延,它的內涵可以比宇宙更廣大;它可以包容一切,超越一切;並且就思想本身而言,它是無所不能的,任何驚世駭俗的幻想和想象,它都可以輕而易舉地達到,而沒有任何的阻礙。

這既是思想的一種偉大的屬性,也是思想的一種巨大缺點。因為在浩瀚有如宇宙的思想星空中,真理只不過是其中的星星點點,而謬誤浩如煙海,這就是思想的黑洞。普通人的任何閃念,都有可能墜入思想的黑洞。

而能夠在思想的無限世界中把握真理的人,則寥若晨星。而形而上學的思辯習慣,就是這類思想謬誤中的最突出的一種。這事實上只是思想的一種惡習,是一個思想的黑洞,一旦墮於其中,人就會迷失方向,沉浸於其中而不能自拔,並且以為這裡就是真理的世界,他已然離真理的殿堂咫尺之間了。

哪知道此時的他只是上帝手中的一介玩物,只是耽溺於人類自然而有的一種思想上的陋習而已。在思想之海中游泳,以為這就是一切,而永遠不知道上岸。

這就是思想黑洞原理。這原是人類的一種自然而然的思維習慣,一旦變為一種哲學習慣,甚至變為一種哲學的目的,就顯得極其荒唐可笑了。因為在這裡思想與真理是永遠也無法自我證明的,真理的此岸性只有爬上岸來之後才有可能解決。

在思辯世界裡,在思想黑洞本身裡,思想與真理的此岸性是無法證驗的。從生到死,這也不過是一縷思辯的輕煙而已。

這也就是為什麼有人說哲學無用的一大原因了,因為許多哲學家和哲學愛好者都沉浸在思想的一種本能狀態之中,在思辯的黑洞中迷失了自我。而他們自以為這就是哲學的一切,他們從來也不曾想過,他們正在拿思想來幹什麼。其結果就是他一輩子都可能湮沒在思想的汪洋大海之中,永遠也不能登上真理之舟。

思想的目的不是思想,這本是小學生也知道的道理,在思想的本能所指引的道路上,他們走入了不歸路。

6樓:天涯冰雪蘭花

馬克思關於認識的理論,大意是我們不僅能通過事物認識客觀規律,還能通過規律推理,找到我們看不到的事物。

7樓:匿名使用者

物極必反 即變化與發展的道理

8樓:波以筠

黑洞廣義相對論預言的一種特別緻密的暗天體。大質量恆星在其演化末期發生塌縮,其物質特別緻密,它有一個稱為「視界」的封閉邊界,黑洞中隱匿著巨大的引力場,因引力場特別強以至於包括光子在內的任何物質只能進去而無法逃脫。形成黑洞的星核質量下限約3倍太陽質量,當然,這是最後的星核質量,而不是恆星在主序時期的質量。

除了這種恆星級黑洞,也有其他**的黑洞——所謂微型黑洞可能形成於宇宙早期,而所謂超大質量黑洞可能存在於星系**。(參考:《宇宙新視野》)

既然黑洞**是5000萬年前的,那是不是意味著我們過去的歷史也在以某種形式存在著?

9樓:路宇軒琿

這個你可以這麼理解,在2000光年外的星系裡有一個超級文明,他可以直接觀測一個星球的表面(光學探測),如果他們現在觀測地球的話可能會觀測到耶穌的誕生。

10樓:匿名使用者

既然發生了,就無法改變了!要接受事實,接受歷史!

11樓:

確實就是這個意思得到啊。

12樓:果凍

兩者沒有必然聯絡,而且就算有,也沒法證明,說不清,道不明。

13樓:可靠的大衛杜瓦

我覺得可以這麼理解的。

14樓:法克魷碼德

關於這個問題 實際上可以說的上是資訊傳遞不夠快導致的 光速對於宇宙的空間來說 或許還不夠快 要真正用肉眼的視角看到某個事物 就得依靠光 而光的傳播不夠快 導致資訊收到的時間也不夠快

可以舉個相似的例子 假設在還用信件的年代 我10號發了一封信回家,說我考上某某大學了 而父母20號才收到 那這封信是10天前的 這能說明什麼呢?說明我父母穿越到了10天前嗎 還是說這個來自10號的資訊他們20號才收到?

這是資訊傳遞慢還是穿越時空?

這自然是資訊傳遞速度導致的 有沒有什麼穿越時空 我不知道 但至少黑洞**不是

15樓:萌萌不知道

而光的傳播不夠快 導致資訊收到的時間也不夠快

黑洞處光無法逃逸,是否意味著時間停止?

16樓:匿名使用者

2023年霍金(hawking)發表了一個令人震驚的結論:如果將量子理論加入進來,黑洞好象不是十分黑!相反,它們會輕微地發出「霍金輻射」之光。

(該輻射包括)有光子、中子和少量的各種有質量的粒子。這從未被觀測到過。因為我們有證據認為是黑洞的天體都被大量正墜入其中的熱氣團所包圍。

這些熱氣的輻射會完全淹沒這種微弱的(輻射)效應。如果一個黑洞的質量是一個m (一個太陽質量,常作為度量天體質量的單位,譯者),霍金預言它將只能發出6×10-8開爾文的「體溫」。所以只有很小的黑洞的輻射才會比較顯著。

特別地,這種效應在理論上是很有趣的,致力於此的學者們已經花費了大量的經歷去理解量子理論如何與引力結合在一起,其後果是什麼。最富戲劇性的是:一個孤立的、不吸收任何物質的黑洞會慢慢輻射其質量;開始很慢,但越來越快。

最後,在其滅亡的一瞬間將象原子彈**那樣放出耀眼的光芒。然而一個質量為一個m的黑洞的全部壽命為1071m 3秒。所以別傻等大塊頭變成鬼魂了(人們已經開始尋找在宇宙大**中生成的小黑洞的滅亡,但至今未果)。

黑洞吸引所有物質的同時又放出射線的根本原因用簡單的話說就是這樣:量子力學認為,宇宙空間中無時無刻不在產生著正反粒子對,即正粒子和反粒子,但在產生的瞬間正反粒子就像正反物質相遇一樣發生湮滅,這就是「真空不空」。而在黑洞臨界邊緣處產生的正負粒子對在湮滅前可能發生意外,其中的一個粒子被強大的引力拉走,而剩餘的那一個粒子就不會湮滅,從而逃逸出來,所以就無中生有的產生了輻射。

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