被黑洞吸走的东西去哪里了呢?

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责任编辑:李志喜
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被黑洞吸走的东西去哪里了呢?


由用户量子实验室提供的知识:

黑洞是宇宙中最神秘的天体,我们无法直接观察到黑洞,但其巨大的引力效应间接表明着黑洞的存在,通过黑洞吸积物质时释放出的X射线辐射可以对其进行研究。

黑洞本质是大质量恒星塌缩后,中子简并压力也无法抵抗其向内的引力,从而坍缩成一个奇点。

这时,宇宙中的一切物质包括光都无法脱离黑洞奇点的引力束缚,它就像一个无限深的引力势阱,所谓的黑洞中心也就是奇点,它半径无限小,密度无限大,当前物理定律无法对其进行描述。

一切物质一旦进入黑洞的事件视界,都会不可避免的坠落到黑洞的中心去,被潮汐力牵扯拉碎,成为最基本的粒子,化为黑洞的组成部分。

即使是恒星级别的天体碰到黑洞也会乖乖的被其吸引,成为黑洞的盘中餐。那么黑洞是不是只会吸引,不会释放物质呢?霍金就提出了黑洞辐射,认为黑洞也会发射粒子和辐射。但霍金的这种假想,尚未得到科学的证实。

有人也根据黑洞只吸不出的特性,提出还有相反的白洞存在,认为白洞是只出不进,黑洞和白洞之间通过虫洞相连接。甚至还有人认为黑洞就是个时空之门,可以穿越。但以上这些想法基本都是科幻,没有任何观测证据可以证实。

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由用户Love余生提供的知识:

黑洞里面是什么这个话题现在也是没有答案的,我们都知道黑洞是一个质量和密度都非常大的天体,连光线都无法逃脱,进入黑洞的物体会被撕得粉碎,宇航员如果想探测黑洞内部,在视界内就会被拉成一根面条状物体,人类还没有任何手段来探测,所以以下几种说法都是基于猜想的。

第一种、我们知道黑洞内部不存在着时间和空间,因为你一旦处于黑洞中,你会发现你被拉长了,这就是意大利面条效应,但是实际上你的时间是静止的,你暂停在了那一刻。因此黑洞被称为无。

第二种、黑洞是由中子星塌缩而成的,科学家提出如果黑洞可以将时间静止,那么它就是我们所寻找的时间机器,因为当人类掌握了黑洞的能力,也就同时掌握了时间和空间,因此黑洞内部被称为时间机器。

黑洞大多是宇宙里面的恒星寿终正寝的地方,如果要比喻的话,黑洞是一个坟场也是一个垃圾回收站。所以在黑洞里面是什么,简单的理解来说是宇宙剩余的能量或被黑洞吞噬的天体,比如:被压缩的光,被挤压的星球。黑洞占据了宇宙总质量的90%,黑洞可以说是无处不在。更加具体的解析我们可以从黑洞的形成中寻得些许依据来探究宇宙的黑洞到底都装着什么东西。

大量的物质在黑洞边上,所提供的引力是巨大的,随着不断有物质落入,事件边界越来越大,而物质没有进入真正的黑洞,都在黑洞和事界之间的空间里,就像地幔在地核和地壳之间。只要时间足够长,所有黑洞都会变为白洞,宇宙里又充满了基本物质,另一个循环开始了。剩余部分还没有变成白洞的黑洞,成为新宇宙的超级怪物,星系中心,这样也就可以解释清在宇宙诞生的几亿年里就有那么多超级黑洞了。

被黑洞吸走的东西,都进入到黑洞内部的奇点了。而且,物质结构被全部撕裂,大部分的粒子物理的守恒量都被破坏了。比如,重子数在黑洞内部就不守恒。你丢一个质子进黑洞,黑洞里不会多一个质子,而是把物质结构转为了时空结构。而且,这些被黑洞吸收的东西,最后大部分的信息都丢失,只剩下它的质量与电荷,以及角动量这三个参数遗留下来。比

原子核中的空间从微观角度来看非常巨大,电子、质子又被其他粒子组成(其中由我们所未知的细粒物质组成),其内部空间也非常巨大,被压缩粉碎组合成另一种我们现在科技文明所末知物质。也许再过几百年,我们的子孙会知道的。



由用户科学薛定谔的猫提供的知识:

首先在我们通常的理解当中,黑洞的引力非常大,大到连光都无法逃脱,所以在人们的心目当中,黑洞似乎就成了一个吞噬万物的巨兽,但实际上黑洞只是制造了一个极度扭曲的空间,当光来到这个空间的时候,由于前进的路弯曲了,所以它只能顺着弯曲的道路,走进黑洞里面,然后就再也出不来了。

那么物质进入黑洞之后,到底去哪了,这一点目前还不好说,但有一种研究认为,当物质进入黑洞之后,会被巨大的引力碾碎,变成一些粒子,这些粒子不会消失,它们会围绕着黑洞进行旋转,那么进入黑洞的物质越多,这些粒子也就越多,所以随着时间的推移,这些粒子会在黑洞的周围,形成一个圆盘。

然后由于黑洞的引力范围,是随着距离而逐渐削弱的,所以这个圆盘内部的粒子,要比外围的粒子旋转速度快,这种存在速度差的旋转,会导致粒子和粒子之间,产生剧烈的摩擦现象,而摩擦则会产生温度,这种温度往往能达到数百万度以上,甚至是更高。

然后由于磁场的作用,粒子流会从垂直于圆盘的两侧喷发出来,这种喷发出来的粒子流,往往相隔数十万光年,能被人类看见,所以这个问题的答案,似乎已经很清楚了,黑洞实际上是一个吸积性非常强的天体,当物质进入黑洞的引力范围之后,首先会被碾成一些粒子。

这些粒子往往不会掉进黑洞里面,而是组成一个圆盘绕黑洞进行运动,然后黑洞吸积到的物质越多,这个圆盘的范围也就越大,那么随着时间的推移,当圆盘当中的物质越来越多的时候,这些物质最终会量变产生质变,然后聚集在一起,一些恒星便诞生了。

所以从这个角度来看,黑洞虽然吞噬万物,但实际上也间接的创造了一个大星系,也制造了无数的恒星系,因为如果没有黑洞强大的吸积性,宇宙中的物质就不会被大量的聚集在一起,这样就不存在星系,也不存在恒星,更不存在生命,所以黑洞听起来可怕,但它也是生命之源。


由用户科普大世界提供的知识:

黑洞就像我国神话传说中的饕餮怪兽,它只吃不吐,无论是任何物质,只要到了黑洞的附近就会被它吸引,进而被它吃掉,就连一秒钟就能飞跑30万公里的光子,只要走进黑洞的视觉边界就别想再逃一出来,只能被其强大的引力场捕获而葬身于此。

宇宙中所有的黑洞都在不断的吸食物质,比如我们的银河系中心黑洞,大约一千年左右时间就会吃掉一个太阳,那么被黑洞吃掉的物资到底去了哪里呢?其实准确来说还没有谁知道具体情况,因为关于黑洞中的世界,我们还一无所知。

如果一般认为被黑洞吃掉的物质,基本上会永远留存在黑洞中,虽然黑洞都有霍金辐射的蒸发现象,但是这种现象使黑洞损失的物质极其微弱,大质量黑洞经历万亿年时间也不会被蒸发掉。另外随着黑洞不断的吸食物质,它的质量也会不断的增大,这也说明进入黑洞的物质已经留存在黑洞之中。

那么这些物质都留存到了哪里呢?这个问题实际上就是讨论黑洞里面到底是什么样的景象了。一般认为黑洞的最深处有着一个汇集黑洞绝大多数物质和能量的奇点,它才是黑洞的真正实体,而我们所看到的黑洞,不过只是黑洞的视界体积,其实黑洞的视界体积是虚无的,奇点才是真实的,但是奇点到底是什么样子,没有人清楚。

黑洞中的物质也不同于我们所看到的物质,因为他的巨大引力将中子都压碎了,至少会压缩成夸克态。


如果你身处黑洞之中,集合了绝大多数物质和能量的奇点是不是会很明亮呢?这么想的话就错了,因为所有的物质都会以光速射向奇点,而奇点却不会向外发射物质,因此当我们看向奇点的时候是漆黑一片,看向黑洞的外围时,由于光粒子等不断涌入,所以会是一片光明。


由用户围知历史提供的知识:

黑洞是什么?如果我们用望远镜观察黑洞,它只是想一个圆形纯黑的球体,看起来似乎是一个黑色的窟洞。其实黑洞并不是洞,它是一个星球,一个引力大到难以估计的星球,正因为如此,任何东西进入黑洞都会“难逃魔掌,连光也不例外,于是从外面观测黑洞就成为了一个洞一样的存在。

那么那些进入黑洞里面的东西到底去了哪里呢?仅仅根据能量守恒定律,我们就知道世间万物不可能消失的彻底,它们一定会转化为另一种形态的物质。如果被吸入黑洞里面的物质被无限期的留在黑洞或者在黑洞里面被“永久的毁灭”,这显然是违背物理学定律的,十二郎是不会相信的。

根据已逝物理学家霍金的理论,黑洞有一个比周围环境高一点的温度,换句话说黑洞在向外释放热量,再换句话黑洞向外释放能量。霍金认为黑洞会持续向外释放几百万万亿年的能量,这种程度的释放会最终消耗掉黑洞曾经吞噬的所有能量。也许这就是黑洞里面物质最终的去处—释放能量,归于黑暗。

另外在这个猜测基础上还有一种延伸的理论,黑洞存在出口于平行宇宙中。一些物理学家认为黑洞里面连接着平行宇宙的出口,进入黑洞的物质最终会被传送到另一个平行宇宙,也许漫威世界的英雄就是通过黑洞出现在我们世界的。

无论被吸入黑洞里面的物质最终归宿如何,可以确定的两点,第一,它们绝对不会消失的无影无踪。第二,它们的能量如果不在黑洞里面,就以另一种形式出现在别的地方。

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由用户科学探秘频道提供的知识:

黑洞是宇宙中神秘的天体,也是唯一一种物理规律无法描述其内部性质的天体。它就像把空间强行挖去一块一样,整个地方都是一个空洞。



黑洞可以吞食它遇到的一切物体,而且吃了还不吐。如果说太空中那个地方不属于宇宙管束,那么必是黑洞内部无疑。因为连光线都逃不出黑洞的视界,所以黑洞内部是什么样无人能够得知。而物质被黑洞吞进去后会如何,也无人能够说的清楚。不过虽然不知道黑洞内部情况,但是我们根据现有物理定律也不防科学幻想一下:

一、黑洞连接这宇宙外面,进去的物质都被抛到了宇宙之外。

黑洞就像一个无底洞一样,捅破了宇宙空间,连接着宇宙外面。我们宇宙进去的物质,都被抛到了宇宙之外。



二、黑洞内部其实是一个无限大的新空间,里面甚至存在各种星球。

就像电影<星际穿越>里面演的一样,男主角库珀进入的黑洞内部空间就是一个超立方体,里面的时间是可视化的,人在里面也没有事。有人说,我们的可见宇宙质量和其体积并不匹配,其大小小于史瓦西半径,所以我们的宇宙本身可能就是一个黑洞。



三、进去的物质都被撕碎分解为最基本的物质形态,这种形态比夸克还小,像能量一样不占空间,然后融入奇点之中,成为黑洞的一部分。



以上就是物质进入黑洞之后可能出现的情况,大家认为呢?


由用户科幻船坞提供的知识:

被黑洞束缚住的物质并不会消失,而是在经过漫长的时间过后,会经由霍金辐射回到宇宙中,尽管已经面目全非。

黑洞是广义相对论预言的天体,1916年,史瓦西通过计算爱因斯坦引力场方程得到了一个解,这个解表明了如果将大量的物质聚集于一点,那么在点的周围会形成视界,任何落入视界内的物体都无法逃出,包括光线。

这个由解得来的不可思议的天体被美国物理学家惠勒命名为黑洞。

在上世纪七十年代,英国物理学家霍金提出了自己的独特看法,他创造性的将广义相对论与量子力学结合起来提出了黑洞并不黑,也并不是“只进不出”等观点。

由此提出了霍金辐射,黑洞不会一直长大,会通过自身的引力场向外界辐射能量,其代价就是消耗自身质量。而且,黑洞具有温度,通常小质量的黑洞温度很高,蒸发得愈快,譬如一颗小行星质量的黑洞会在10^-21秒内蒸发干净。

而大质量黑洞温度低,蒸发慢,所以会存在很久很久的时间。

而且,黑洞还可能通过虫洞与白洞相连,从黑洞这边进入的物质,会从白洞那里被辐射出去,不过,霍金也提出了个人的见解,认为黑洞可能会自行的转变为白洞,当黑洞质量不断缩小时,温度升高,反而会加剧其蒸发,这样的黑洞看起来就像是一个不断向外界辐射能量的白洞了。

总之,人类对于黑洞的了解还是太少了,黑洞不能被直接观测到,只能通过它对周边星体的影响,进而间接的观测到黑洞的存在,得到其质量、运行轨迹等其他信息。


由用户赛先生科普提供的知识:

吸走的东西,该吐出来的还是得吐出来。由于霍金辐射,黑洞会向外辐射能量,质量在一定范围内的黑洞,正在自行蒸发消失。(不是说连光都跑不出来吗?怎么还能有辐射?下文有回答)


可能大部分朋友对于黑洞的印象就是一个——“只进不出”,永远吃不饱,这个观点在上世纪七十年代左右,还是成立的。但是到了1974年,霍金自己提出了一个理论,他认为黑洞也会向外“吐”

不过这个想法并不是霍金先想到的,在此之前,贝肯斯坦将热力学的熵和黑洞表面积联系到一起。当时霍金是反对这个想法的,如果说表面积和熵有关,那么就说明黑洞存在温度,于是黑洞就会发出辐射,但黑洞是只进不出的,怎么可能会有辐射呢?

但是到了1974年,霍金考虑了量子效应之后,发现或许黑洞真的有辐射。

简单来讲,由于真空涨落的存在,黑洞附近产生的虚粒子对会受到弯曲时空的影响(也就是引力)——①可能这对粒子会被全吸进去;②或者其中一个被吸进去。

如果全吸进去,倒是没什么影响;重点是只有一个被吸进去呢?由于虚粒子对被分开,两者就不能相互湮灭,所以就得成为实粒子存在于宇宙,而唯一的可能是——虚反粒子在里面形成是实反粒子(被黑洞吸收,减少了黑洞质量),而实正粒子存在于外部空间

这一过程如同黑洞减少了自身质量,而向外“吐”出质量

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由用户找靓机科普君提供的知识:

一直以来,关于黑洞的研究理论层出不穷。黑洞的引力非常大,足以吸收周围的一切物质,令人好奇的是,被黑洞吸走的物体最终去哪?

其实准确来说,还没有谁知道具体会怎样,因为关于黑洞中的世界,我们还一无所知。在过去的四十年里,一些世界上最聪明的人,都在尝试解决这个难题。

美国物理学家萨斯坎德,对此提出了黑洞互补原理。他认为自然的基本法则,只要因果自洽即可。

他举例,假如有一头大象,不幸坠入黑洞,那么大象会正常的前进,直到到达奇点。而在黑洞之外的观测者,由于引力红移,只会看到大象越来越慢,最后冻在视界上。并逐渐变暗红色,最终蒸发消失。

但在最新研究中,西班牙的科学家提出新设想,任何落入黑洞的物质,都会被「意大利面条化」,并通过虫洞被运输到宇宙中的另一个区域。

也就是说,任何进入黑洞的物质,都会被被拉伸到极致,但当它从宇宙中的另一个区域,再次离开黑洞时,还能恢复回原状,完好无损的存在着。

当然,以上两种说法都只是假设。黑洞的真相,还需要人类的不断探索。


由用户星辰大海路上的种花家提供的知识:

被黑洞吸走的东西去哪里了呢?

黑洞是大质量的恒星在超新星爆发后形成的产物,形成时内核下限是3.2个太阳质量以上(奥本海默极限),超新星爆发后内核将在超强引力作用下坍缩成一个无限小质心,即我们常说的黑洞。

超新星爆发后形成黑洞的GIF

黑洞有着奇特的物理特性:形成黑洞后将会丢失所有的原始天体信息,仅仅可以观测到黑洞的质量、电荷、以及角动量,这也是著名的黑洞五毛定理,简单的说黑洞不再具有实体形状。

计算机模拟的卡冈图雅是最为贴近实际的黑洞形状,因为超强引力的作用,使得我们能通过引力透镜作用看到黑洞背后的天体,当然也能看到背后的扭曲的吸积盘。中间这个黑乎乎的球体就是传说中的黑洞视界,由于没有物质可以逃出黑洞的视界,因此对于掉落黑洞后,通过漫长的死亡螺旋到视界之前,都是可以观测的,但一旦越过了视界后所有的信息将无法传出,包括我们认为速度最高的光线。也有一些科学家认为进入黑洞的物质的影像会停留在视界,我们永远都无法看到其是否有掉落黑洞。

进入黑洞视界后的物质,只能合理推测,现在最流行的理论则是会被无限面条化后掉落黑洞。但是黑洞这样只吃不吐的这种性质看起来有一些违背物理定律的,因此霍金老爷子提出了一个“黑洞蒸发理论”,他认为掉落黑洞的物质会在黑洞外产生的虚粒子对,其中一个被黑洞吞噬,而另一个则得以逃逸。这个猜想中的辐射被称为“霍金辐射”。看起来就像黑洞在辐射能量,这也是黑洞蒸发理论的一个基点,但黑洞蒸发的时间长达10^66年-10^90年,这个时间尺度以宇宙纪年的方式都感觉太过久远了。

黑洞蒸发示意图

当然也有一些理论认为黑洞是连接两个时空的通道,或者黑洞会有另一个名为“白洞”的出口,这些理论尚未成为主流,以现在的观测科技我们也无法证实很多在猜测中的理论,也许未来会在黑洞通向哪里或者黑洞物质去到哪里这样有一个定论,但至少现在还是百家争鸣的时代,作为爱好科学的我们非常欢迎这种在科学基础上的脑洞,这对于迄今为止仅有的地球文明来说,或许能在我们未来的道路上解决更多的问题。


由用户火星一号提供的知识:

理论上,黑洞不像地球和太阳这样由原子组成的实体,也不像白矮星和中子星这样由简并物质组成的实体,黑洞是一种被极度弯曲的空无空间,在其中心有一个体积无限小的奇点,那里是黑洞的质量之源。之所以会形成黑洞这样的特殊天体,主要是因为大质量恒星的引力坍缩作用太强,在没有核聚变产生的辐射压支撑之后,它的重力强大到可以把原子中的亚原子粒子压碎,从而无法维持实体物质的存在。最终,这些物质都被挤入奇点中。

根据广义相对论的预言,黑洞内部的时间和空间坐标是相反的,时间流逝的方向指向中心的奇点。这意味着任何被黑洞吸收的物体都会不可避免地到达奇点,从而使黑洞的质量增加。

由于时间膨胀效应,在黑洞强引力场周围,物体在靠近黑洞的过程中将会出现奇特的现象。在物体下落过程中,外部观察者会看到物体的下落的速度变得越来越慢。直到它们到达黑洞的表面,物体看起来就会静止在那里,然后在无限的时间之后红移消失。不过,这种现象是参照系不同所引起的。对于物体本身,它们是实实在在地穿过黑洞表面,最终到达奇点,而不会静止在黑洞表面。

此外,如果黑洞是质量较小的恒星级黑洞,那么,物体将会在穿过黑洞表面之前被潮汐力撕碎成原子。而如果黑洞是质量较大的超大质量黑洞,那么,物体可以顺利穿过黑洞表面,但在靠近奇点时也会被潮汐力撕碎。但不管如何,物体都无法保持物质形态,最终的归宿都是黑洞的奇点。

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标签 :黑洞  宇宙  天文  科学  

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