霍金去世一周年 有關(guān)黑洞的理論引發(fā)好奇和想象

2018年3月14日，偉大的物理學(xué)家史蒂芬·霍金去世?；艚鹕疤岢龊芏嚓P(guān)于黑洞的理論，給科學(xué)界留下了珍貴的研究資料，也給我們留下了很多關(guān)于黑洞的好奇和想象……

黑洞也許是宇宙中最“霸蠻”但又很神秘的存在。說它“霸蠻”，是因為它太“貪吃”，可以吞噬臨近區(qū)域的任何物質(zhì);說它“神秘”，是因為真的很好奇，如果人掉進(jìn)黑洞，會不會嚇得立馬“當(dāng)場去世”?黑洞真的不挑食，難道不會被“撐死”嗎?

黑洞是什么？它是如何形成的？

黑洞屬于一種很奇異的天體，即使光也無法逃脫它的引力束縛，既然光也逃不出去，自然外面也看不見。別說用肉眼，就連很多高大上的科學(xué)儀器，都無法捕捉它的身影。

黑洞的形成和恒星的坍塌脫不了關(guān)系。中國古代就有記錄，某一天天空突然冒出了一顆特別亮的星星。后來我們才知道，那顆星星是因為“體重”超標(biāo)，在自身重力的作用下自己塌陷了，同時伴隨著強(qiáng)烈的輻射，我們才看到它發(fā)出的很亮的光。

總結(jié)一下，質(zhì)量比較大的恒星，當(dāng)其能量耗盡就會變成一個黑洞。那質(zhì)量小一點的恒星呢?在能量耗盡后，會變成中子星，再小點的就會變成白矮星。

對黑洞的研究始于何時？

黑洞研究已有100年歷史，愛因斯坦提出廣義相對論后，科學(xué)界開始了對黑洞的嚴(yán)肅研究。嗯?難道之前的研究都是鬧著玩的?

1783年，英國牧師兼自然哲學(xué)家，地震學(xué)之父約翰·米歇爾的人提出了一個和“黑洞”特性相近的疑問，但在當(dāng)時有很多問題大家還沒弄清楚，就沒有“嚴(yán)肅對待”米歇爾的說法。

事情在1915年發(fā)生了轉(zhuǎn)變，那一年愛因斯坦廣義相對論正式發(fā)表，提出了一個大膽的假設(shè)，這個假設(shè)其實就是我們今天提到的“黑洞”。四年后，1919年，英國人證明了愛因斯坦這個假設(shè)是對的

直到1967年，美國物理學(xué)家約翰·惠勒正式開始使用“黑洞”一詞。

如果人類掉進(jìn)黑洞會怎么樣？

黑洞里面仍然有時間和空間，有可能黑洞真的是長生不老，而且會長得越來越大，越來越胖。

接下來是開腦洞時間：如果宇航員駕駛一艘非常結(jié)實、不會被引力壓壞的飛船進(jìn)入黑洞，會發(fā)生什么呢?科學(xué)家會嚴(yán)肅地告訴你：首先，飛船是否結(jié)實不是關(guān)鍵，宇航員自己是否結(jié)實才是最關(guān)鍵的。

事實上，一旦“掉”進(jìn)黑洞，宇航員會感受到沿著下落方向的巨大拉伸力，估計就像是一個人被沿著頭和腳的方向用力拉扯吧!如果他進(jìn)入的黑洞的質(zhì)量比較小，宇航員會被“扯”成面條。如果他進(jìn)入的黑洞質(zhì)量很大，開始進(jìn)去時他可能不會有太多的感覺。但是進(jìn)去之后就會一直往黑洞的中心奇異點落去，直至最后粉身碎骨，

至于接下來會發(fā)生什么或恐怖或奇妙的事情，我們就不得而知了。

黑洞這么“貪吃”，它真的能裝下這么多東西？

我們在開頭提到，黑洞會吞噬臨近區(qū)域的任何物質(zhì)，不禁讓人疑惑，它真的是“肚里能撐船”，裝得下“一切”嗎?

霍金輻射

1974年，物理學(xué)家史蒂芬·霍金提出了黑洞的輻射理論，即。根據(jù)這個理論，黑洞會通過霍金輻射損失一部分質(zhì)量和能量。

雖然霍金輻射會讓黑洞“冒汗”，但是消耗的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上它們貪吃的量，所以也就根本無法減肥。

事實上，宇宙中的所有物質(zhì)最后都可能落入到這些貪吃的黑洞的內(nèi)部，到那時候，宇宙中就真的是漆黑一片了。

讓我們先掙脫想象，回到現(xiàn)實，嚴(yán)肅地科普一下目前關(guān)于黑洞的研究進(jìn)展。

目前，人類在銀河系已發(fā)現(xiàn)近20個恒星級黑洞，而銀河系中預(yù)計共有1000萬個黑洞。我國科學(xué)家也在堅持不懈地努力，利用我國的重大科學(xué)裝置郭守敬望遠(yuǎn)鏡(大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡，即LAMOST)去發(fā)現(xiàn)銀河系中更多的黑洞。

我們對

科學(xué)家說了，對黑洞的研究就是我們要理解這方面自然規(guī)律，其中重要的方面就是理解量子力學(xué)和引力理論的關(guān)系以及黑洞在宇宙演化中的作用。

這也不是說黑洞比其他現(xiàn)象重要，只是很多人對這個感興趣，而很多東西我們又還不理解，所以進(jìn)行研究。至于弄清楚后，能否實現(xiàn)時空旅行等人類美好的愿望，就是應(yīng)用問題了。