黑洞連光都逃不掉是指黑洞里面,,而人類拍攝到的黑洞照片是黑洞外面,,就是這么簡單,。 雖然簡單,但要說起黑洞里面和外面就不那么簡單了,。 黑洞是巨大引力導(dǎo)致的一種天體,,所有的質(zhì)量都集中在黑洞中心一個(gè)無限小的奇點(diǎn)上,這個(gè)奇點(diǎn)就是愛因斯坦廣義相對論引力場論導(dǎo)致的一個(gè)必然結(jié)果,。 愛因斯坦相對論嚴(yán)密論證了,,質(zhì)量導(dǎo)致了時(shí)空扭曲,質(zhì)量越大的物體導(dǎo)致的時(shí)空扭曲越大,,而質(zhì)量越大或同等質(zhì)量的物體,體積越小對時(shí)空曲率的扭曲效應(yīng)就越大,。 黑洞中心那個(gè)奇點(diǎn)無限小,,對周邊時(shí)空就會(huì)導(dǎo)致無限曲率,任何進(jìn)入這個(gè)無限曲率范圍的物體都被無情的吞噬,,連光也不例外,。 所有時(shí)空曲率的表現(xiàn)就是萬有引力,無限曲率就是無限引力,。 因此在黑洞無限引力場控制范圍內(nèi),,光也無法逃逸。光子是世界上運(yùn)動(dòng)最快的粒子,,每秒鐘約30萬公里,,如果連光都無法逃逸,說明在黑洞無限引力范圍內(nèi),,一切都無法逃逸,。 這個(gè)引力范圍就是黑洞,既然連光都被鎖住,,就是黑呼呼的一個(gè)洞,,什么也看不到。這就是黑洞里面,。 這個(gè)里面有多大呢,?在1916年一位叫卡爾史瓦西的科學(xué)家給出了一個(gè)解,這個(gè)解就是愛因斯坦引力場的一個(gè)精確解,,人們把它命名為史瓦西半徑,。 這個(gè)解認(rèn)為任何物體質(zhì)量都有一個(gè)史瓦西半徑,只要所有質(zhì)量壓縮到自己的史瓦西半徑以內(nèi),,就會(huì)無法遏制的向中心體積無限小的奇點(diǎn)墜落,,而在奇點(diǎn)周邊形成一個(gè)無限曲率的引力場范圍,這個(gè)范圍就是史瓦西半徑,。 史瓦西半徑的計(jì)算公式為:R=2GM/c^2 其中R為天體的史瓦西半徑,,G為萬有引力常數(shù)(G=6.67×10Nm/kg),,M為天體的質(zhì)量,c為光速,。 根據(jù)這個(gè)公式,,太陽的史瓦西半徑約3000米,也就是說太陽全部質(zhì)量如果壓縮到3000米半徑的一個(gè)球里,,就會(huì)變成一個(gè)黑洞,,這個(gè)黑洞的中心就是一個(gè)無限小的奇點(diǎn),而其無限引力的半徑就是3000米范圍,,在這個(gè)3000米范圍的球里,,連光也無法逃逸。 這個(gè)史瓦西半徑就是黑洞的“里面”,,這個(gè)里面我們是看不到的,。但出了這史瓦西半徑范圍,黑洞的引力雖然還很大,,但已經(jīng)不是無限的了,。 這樣,物質(zhì)就在這個(gè)邊緣地帶以光和各種射線的形式迸發(fā)著,,這個(gè)邊緣地帶就叫黑洞的事件視界,。 由于黑洞巨大的引力和角動(dòng)量,會(huì)把接近黑洞視界的一切物質(zhì)撕碎并高速旋轉(zhuǎn),,速度可以達(dá)到光速一半甚至接近光速,,就在黑洞邊緣形成一個(gè)巨大的吸積盤,這個(gè)吸積盤圍繞著史瓦西半徑高速旋轉(zhuǎn),,物質(zhì)邊旋轉(zhuǎn)邊被黑洞吞噬,。 也有些物質(zhì)想要掙脫,劇烈的碰撞產(chǎn)生高能量爆發(fā),,不斷地向太空發(fā)射出高能射線和明亮的可見光,,人類拍攝的黑洞照片就是拍攝到事件視界邊緣的狀態(tài)。 通過研究可見可測的黑洞事件視界邊緣狀態(tài),,研究黑洞對周邊天體的影響,,科學(xué)家們就可以計(jì)算出這個(gè)黑洞的質(zhì)量和史瓦西半徑大小。 特別說明的是,,人類第一張黑洞照片是通過全球聯(lián)網(wǎng)的巨大射電望遠(yuǎn)鏡拍攝到的,,口徑相當(dāng)于一個(gè)地球。這個(gè)黑洞叫室女座A星系中心黑洞,,又叫M87星系中心黑洞,,M87星系是一個(gè)巨大的橢圓星系,中心黑洞的質(zhì)量約為太陽的65億倍,。 由于這個(gè)黑洞距離我們5500萬光年,,因此我們看到的這個(gè)黑洞形象是5500萬光年前的樣子,,現(xiàn)在這個(gè)黑洞怎樣了,要到5500萬年后我們才能知道,。
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