Nasa公布黑洞最新模拟图,光线以螺旋形出逃,1个细节不同以往!

》在广义相对论之前120年,黑洞的概念已经被提出来。

根据牛顿万有引力的计算公式,推导出的物体脱离星体表面的逃逸速度公式v=(GM/r)^0.5。从这个公式里面可以看出来,逃逸速度和质量的1/2次方成正比,和星体半径的1/2次方成反比。

但是接下来的问题就是,如果一个恒星保持相同的密度,半径扩大到2倍,体积和质量会扩大到原来的8倍。说明随着恒星的变大,质量的增长,速度远远超过半径的增加速度。

只要恒星的质量足够的大,v会达到光的速度。这个时候光就没办法脱离恒星。

一七九六年法国的数学家和天文学家,拉普拉斯就认为,一个密度和地球一样,直径是250个太阳的发光恒星,光线是没有办法离开它的表面的。

应该说拉普拉斯是最早提出黑洞这个概念的人。虽然他设想的黑洞和真实的黑洞是有差距的,但是这种构想揭秘了大自然的一个深刻哲理:一切有上限的物理量,与某种无上限的物理量,它们的组合一定会形成一个封闭的区间。

》所以光速的上限,与引力的无上限就组合成了一个极度扭曲的空间~黑洞,在这个空间里,光也无法逃逸。

在爱因斯坦发表广义相对论之后,围绕广义相对论场方程的解,是对黑洞研究的重点。经典的黑洞理论认为作为一个存在的奇点,黑洞是没有温度的。

但是霍金辐射却认为黑洞是有温度的,1972年,以色列的学者根据霍金辐射提出来一个黑洞的熵的概念,正比于黑洞视界的面积。如果这一结论成立,意味着接近于黑洞视界表面的空间,存在一种精细的结构。

因此,天文学家和物理学家在不断寻求获得黑洞表面精细图像的方法。

》NASA最新公布的黑洞细节,显示了黑洞外围空间的几何结构,一个细节与以往不同。

在黑洞的边缘有很多明亮的细线,是光线在吸积物质中穿越的轨迹。光线要在黑洞的周围绕好几圈,才能脱离引力场。从视觉效果上来看,就是一个螺旋形在景深高度被压缩的情况下,在平面上的投影。

最开始人们画出的黑洞的视界边界是清晰的,在NASA公布的最新图像上,是被一圈一圈围绕的光线所环绕。

在黑洞强大的引力下,吸积盘厚度会被极大的压缩,越接近黑洞越薄,直到单个原子的厚度。

吸积盘的物质不再是一整块,而是一圈一圈的,具有轨道能级分布那样的状态。

光从引力场中向外飞出,要产生引力红移,波长会变长。如果黑洞视界足够的大,光脱离引力场的时间足够长,可能会经历伽马射线、x射线、紫外波段、可见光、红外波段,直至厘米波分米波,这也可能是产生快速无线电暴的原因。

黑洞有一个很重要的特点,视界半径的大小正比与质量。黑洞越大,它的密度越小。如果把我们全部宇宙中所有的物质加在一起,做一个黑洞的话,那么半径会超过我们现在宇宙的半径。

所以有科学家认为,我们宇宙很可能会被封闭在一个黑洞中。而每一个黑洞中都会诞生一个新的宇宙。

因为我们没有办法飞出宇宙之外去观测宇宙,所以研究黑洞的视界就显得特别有意义。很有可能的是,如果真的飞到宇宙之外,回看我们所存在的宇宙,很可能就是NASA公布的黑洞模样。

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