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如果一个人被一根很结实的绳子绑在黑洞里,他能被拉出来吗?

imtoken usdt钱包 2023-01-18 21:23:19

作为一颗未被直接观测到的神秘恒星,黑洞一直引起众多科学家和天文爱好者的浓厚兴趣。随着空间观测技术和研究水平的不断提高,黑洞的许多物理性质已逐渐为人们所知。而用一根很结实的绳子把人绑起来,然后把它拉出来的想法,很可能是由于对黑洞的基本物理特性缺乏基本的了解。

黑洞的形成

虽然迄今为止科学家们还没有直接观测到黑洞,但可以通过黑洞产生的巨大引力引起的一系列现象,被间接捕捉到。比如黑洞的引力影响引起的双星吸积现象,围绕黑洞运行的吸积盘的结构并散发热量,黑洞在之后向外发射大量的X射线。吸进物质。此外,一些围绕黑洞运行的活动星系也充满了由星际物质组成的阴影环结构,在热成像分析上其形状类似于吸积盘,与吸积盘处于同一水平。这些都是我们可以间接观察到黑洞存在的证据。

那么黑洞是如何形成的呢?说白了,黑洞是大质量恒星在生命末期在引力坍缩的作用下形成的,与恒星的演化密切相关。恒星形成后,依靠核心聚变产生的向外辐射压力与自身引力的相互平衡,决定了恒星的稳定状态。原材料消耗得越快,其寿命就越短。

当质量比较大的恒星到了生命的尽头时,由于内部物质消耗速度的加快,推动外层膨胀的凝聚力相应减弱,而外层的凝聚力是减弱。如果外部辐射压力(即膨胀压力)仍大于向内引力效应,恒星会剧烈膨胀,温度会逐渐降低,形成红超巨星。对于质量更大的恒星,当红超巨星的周期即将结束时,向外膨胀的辐射压力逐渐减小,在核心引力的作用下会坍缩。如果电子简并压力不能支撑自身重量的引力作用时,构成恒星物质的核外电子会被压入原子核内部,与质子结合形成中子,这就是中子如何星星产生了。

黑洞的前身是质量比中子星更大的原始恒星。形成的中子相互排斥,无法抵抗万有引力带来的巨大压力,所以坍缩会以有限的方式进行,中子也会被压碎,最终形成近乎无限的密度和近乎无限的体积。小黑洞。

根据相关研究,恒星的质量是决定其最终目的地的准绳。当恒星的质量超过钱德拉塞卡极限(1.4 个太阳质量)时,它可能会演化成中子星;当质量超过奥本海默极限(3.2个太阳质量)时,就有可能演化成黑洞。

黑洞的基本特征

作为最常见的间接观测黑洞类型,史瓦西黑洞,其主要特征包括:

< @1、 地心引力很大。对于外部物体,黑洞有一个可以称为安全和不安全的极限,即史瓦西半径,其计算公式为R=2GM/C^2,其中G为引力常数,M为黑洞的质量孔,C 是光速。如果我们把太阳看成一个黑洞(实际上是不可能形成黑洞的),计算出来的史瓦西半径只有3公里左右。当所有物质,包括光,到达黑洞的史瓦西半径时,它的能量就会消失,它所携带的所有信息都会归零。而史瓦西半径内奇点到核心的距离会因为巨大的引力而产生无限曲率,所有的物质都会被压碎到难以想象的程度,无时无刻都被挤进奇点,就连光也没有。可以逃脱。

2、没有直接观察。黑洞本身不发光,也不反射任何光,因为到达的光没有被吸入,而且在引力的作用下也会因为时空的弯曲而发生偏转,所以不能直接观察到,只能通过黑洞周围物体的相对运动。间接捕获。

3、黑洞辐射。黑洞对星际物质的空间转换,不仅有吸收,也有释放,而是以粒子流能量辐射的形式进行的。这种辐射被物理学家霍金证实黑洞的形成,因此也被称为“霍金辐射”。黑洞质量越大,平均温度越低,辐射效应越弱,寿命越长。

有没有可能用一根极硬的绳子把人拉回黑洞?

首先,从黑洞视界的运动规律来看,在史瓦西半径附近,黑洞周围的物质存在剧烈的湍流现象,这主要是由于角动量被坠落的材料弄丢了。被远离中心的角动量增加所补偿,随着越来越多的物质被吸入黑洞之前,所有失去的角动量都聚集在吸积盘上,使其运动速度极快,达到了光速。一半甚至接近光速。因此,即使一个人被一根绳子拉着黑洞的形成,在接近黑洞视界时,由于角动量的巨大变化,人体也会被撕碎成微观粒子。

其次,从黑洞吸积盘的温度来看,黑洞视界的外围区域无论是绳索还是人体,都处于高温高压状态,在这种环境,会被瞬间烧成灰烬。

再一次,即使被绳子拉着的人体突破了黑洞视界,在到达黑洞视界内部的无限曲率空间后,几乎无限的万有引力和压力也会在极短时间。里面,绳索和人体被粉碎成突破人类认知的微观粒子,然后全部汇聚在中心奇点。不管绳子再硬,阻力再大的物体,黑洞里面的一切都是无用的,更别说把它拉回来,里面什么都没有。

总结

想象回归想象,黑洞还有很多未知和神秘的特性需要深入了解。 当我们对黑洞有了更多的了解,或许对深入掌握恒星周期的演化,乃至整个宇宙的发展和流通的关键有很大的帮助。