黑洞为什么僵尸,到底黑洞是什么

黑洞诞生于垂死的恒星 , 而大多数黑洞的直径只有30公里 。科学家发现 , 有些黑洞甚至更大 , 它们被称为超大质量黑洞 。M87星团中心的黑洞是如何变得如此巨大的 。如果一对粒子刚好在黑洞边缘产生 , 有可能一个粒子落入黑洞 , 另一个粒子在黑洞外 。这个黑洞并不是人类发现的高质量黑洞 。最近在中国发现了一个不一样的黑洞 , 至今仍有争议 。
为什么黑洞会让时间变慢?

黑洞为什么僵尸,到底黑洞是什么


因为引力 。根据爱因斯坦的广义相对论 , 对于处在不同引力场中的观察者而言 , 时间流逝速率在强引力场中变慢 , 所以越靠近引力强大的黑洞 , 时间过得就越慢 。引力的本质是时空弯曲 , 质量越大的天体 , 其周围的时间和空间被弯曲得越明显 , 这样其时间就会过得比远离引力场的地方更慢 , 这就是广义相对论所说的引力时间膨胀效应 。事实上 , 这种效应早已得到实验的证实 , 并且也被应用于实际情况之中 。
根据广义相对论 , 如果不考虑天体自转的影响 , 则远离引力场的观察者时间T与靠近引力场的观察者时间t存在如下的关系式其中G是万有引力常数 , M是天体质量 , r是靠近引力场的观察者与天体中心的距离 , c是真空中的光速 。通过这个公式 , 我们可以比较一下地球表面的时钟和远离地球的时钟快慢 。把各项参数代入上式得到T1.000000000696t , 所以如果累积一年 , 地球的引力会使地球表面的时钟走得比远离地球的时钟慢了0.000000000696243600365.25秒0.022秒 。
如果是引力更强的太阳 , 则这个时间差为66.4秒 。此外 , 我们也可以比较一下地面时钟和卫星时钟的快慢 。以GPS卫星为例 , 这些卫星距离地球表面大约20180千米 。通过计算可知 , 地面时钟每天要比GPS时钟走慢45微秒 。考虑到光速高达30万千米每秒 , 所以如果没有消除引力时间膨胀效应的影响 , GPS的定位误差每天累积可达4510^-6300000千米=13.5千米 。
黑洞引力那么大为什么还有蒸发?
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因为黑洞也有温度 , 有温度的物体就会有辐射我们都知道 , 黑洞很可怕 。巨大的引力使光都无法逃离 , 这么强大的天体怎么会蒸发呢?这的确匪夷所思 , 就连科学家们 此前也都认为黑洞只吸不吐 , 就像我国神话中传说的饕餮兽一样 。其实这也是霍金无意中发现的 。据说是霍金有一天正慢慢爬上床 , 突然想到黑洞应该是有温度的 , 有温度就会有辐射 。
于是他提出了黑洞蒸发论 。这里所说的蒸发 , 与我们在生活中看到的植物蒸腾 , 大海蒸发 , 蒸馒头冒出的腾腾热气完全两码事 。借助相对论和量子力学有结合的部分 , 通过计算得到一个答案黑洞有熵 , 也有温度 。以三个太阳质量的黑洞为例 , 其温度约为10的负8次方开尔文 。那么有温度就会有辐射 , 这就是所谓的霍金辐射 。
根据量子场论 , 真空可以凭空产生一对正反粒子 , 正常情况下 , 它们会相撞在一起相互湮灭 。可是如果有一对粒子正好产生于黑洞边缘 , 那就可能一个粒子掉进黑洞 , 一个粒子在黑洞外面 。那个进入黑洞的粒子再也出不来 , 那么黑洞外面的粒子就只好去流浪 。结果就好像宇宙中多了一个粒子 , 代价是黑洞少了一个粒子 , 相当于黑洞蒸发了一个粒子 。

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