黑洞到底有多黑?

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世纪网络17
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黑洞真的是黑色的么?有句话说黑洞不黑。那么黑洞到底黑不黑?

黑洞是宇宙中最神秘的天体之一,是人类无法直接或接住天文望远镜观测到的天体。黑洞是由恒星演化的后期或者双星系统吸积周围物体形成的迄今为止人类发现质量、密最大的天体。由于随着质量的增加会使天体的引力变得越来越恐怖,当一束光从质量巨大的天体中略过时,光线原有的直线轨道会受到引力的影响发生些许的偏折。那么当一束光略过黑洞时更是会被直接会收到被引力影响直接改变原有轨道直奔黑洞的中心,这样看来黑洞的引力已经大到了连光都无法逃逸的地步。

再来说说人类是如何看到物体的?因为人类看到物体是由于这个物体被光源照射后再反射到人类眼睛中最终在视网膜上成像再经过大脑处理反馈给我们看到了什么。那么黑洞的区域内既然连光都无法逃逸的话,自然就也不会有从黑洞发射或者反射出来的光让我们的眼球接受到信号。所以我们也就看不到黑洞。因为我们无法观察到黑洞所以人们才会认为黑洞很黑吧!其实不是这样的,如果能有光线从黑洞中逃逸出来的话黑洞呈现给我们的颜色也不一定会是黑色吧。

黑洞到底有多黑?完全可以说它比黑还黑。

我们平时所见的黑色的事物,其实还都是有其光线可以被我们看到的,比如黑色的东西,实际上它们还都是可以反射一些光线可以目睹的,再如在伸手不见五指的黑夜里,没有星光和月光,也没有灯光,可以说是足够黑了,然而其实自然界中有很多的东西可以发出红外光乃至x光等光线,也有不少东西可以发出可见光,所以在黑夜里适应一会儿,我们的眼睛还是可以感知一些物体。

我们所能感受到的最黑的情景莫过于关在一个没有灯光并且没有任何光线进来的房间里,没有比这更黑的情景了吧!然而即使我们什么也看不到,实际上却还有房间内外的物体以我们自身热量发出的红外光,有些可以感知红外光的动物也是可以看到房间里面的物体的。

但是黑洞就不一样了,它黑到让我们看不到任何事物,不可能会发出红外光,x射线或者伽马射线,所有的电磁波在它附近都是会被它的强大引力场吸收到里面的,因此可以说它黑到让我们无法感知关于它的任何电磁波光线,比我们所知晓的“黑”都黑。

也许有的朋友会说,黑洞会有霍金辐射,但实际上霍金辐射对黑洞来说是非常微弱的,而且这一现象也只发生在黑洞的视界边缘部分,黑洞内部的事物还是无法看到,所以黑洞可以说是黑到超乎想象。

然而在我们的宇宙中,很有可能并不存在完全无法看到的黑洞,恰恰相反,它们反倒都是都十分明亮的,比如宇宙中最亮的天体Ton618就是一个黑洞,这又是怎么回事呢?

其实主要的原因还正是由于黑洞的引力场非常强大,宇宙中物质并不稀缺,所以黑洞无论处于哪里,都或多或少的有物质被其吸入,是物质在被吸入的过程中,会被其不断的撕裂分解,比如恒星行星等会被分散成气体团或者小块的岩石,然后再进一步撕扯成尘埃和气体,再将分子拉成原子,接着把原子拉碎,把物质撕扯成比夸克还要小的级别,在这一过程中,黑洞吸积盘的温度会高达几千上万亿开尔文温度,因此它可以发出极为明亮的光。

所以虽然理论上认为黑洞黑到什么也看不到,但是由于宇宙中的黑洞几乎不可能不吸收物质,所以它们也都在发光,只是由于质量大小和吸收物质的多少的不同,发出的光度也不同罢了。

黑洞就像理想化的绝对黑体一样,它们会吸收所有波段的电磁波。但黑洞又不同于黑体,因为黑体本身会辐射出电磁波,当温度超过一定阈值时,黑体甚至会辐射出可见光。而黑洞则几乎不会辐射出电磁波,所以黑洞是宇宙中已知最黑的天体,它们目前无法通过电磁波手段来直接观测到。

之所以黑洞会如此之黑,与其极端的引力场有关。当大质量恒星发生超新星爆发后,核心区域的物质会受到自身重力的剧烈挤压,导致它们无法维持正常状态,最后的中子简并压力都无法抵挡引力坍缩,所有的物质都会坍缩到无穷小的奇点中。根据广义相对论,奇点会使周围空间变得极度弯曲,尤其是一定范围内的空间会弯曲到就连光都无法逃逸的程度,这个范围和奇点就是黑洞。

不过,根据霍金辐射理论,黑洞也不是完全没有辐射,仍然会有极少的能量从黑洞中逃脱,从而导致黑洞质量下降。但霍金辐射的温度极低,理论上只比绝对零度高了数百万亿分之一度,这要远低于宇宙的平均温度2.73开尔文。如果向黑洞照射一束光,这会导致霍金辐射减弱,所以黑洞反而还会变得更黑。因此,我们几乎无法通过电磁波手段来直接观测黑洞本身。

关于黑洞到底有多黑,可以参考一下人类目前制造出的最黑物质Vantablack:

这是一种由碳纳米管制成的黑体,可以吸收高达99.96%的可见光。相比之下,黑洞要比这种材料还要黑得多。

此外,虽然黑洞本身几乎是完全黑色的,但它们会吞噬周围的物质,形成一个环绕自身的明亮吸积盘,这是可以被观测到的。

黑洞是人眼观察不到的。人们根据宇宙间各种射线和波的不正常弯曲改变路线而猜测存在一个星体,其引力,质量无限大,大到光线都无法摆脱。所以人们是无法观察到黑洞的,可以理解为无限很暗。而且黑洞虽然理论存在,但只是理论,人们没有绝对的证据表明存在黑洞这种星体。

答:黑洞是非常理想的黑体,“黑”体现在黑洞的温度上,一个太阳质量大小的黑洞,霍金辐射温度约为10^-8K,就算放到星际空间中,黑洞都能从宇宙背景辐射(温度2.7K)中吸收能量。

黑洞也是具有温度的,对史瓦西黑洞来说,黑洞的温度将和质量成反比,黑洞的质量越大,辐射温度反而越低;黑洞对普通物质是只进不出,唯有通过霍金辐射,黑洞才会损失质量。

根据黑洞的霍金辐射温度公式,可以估计出太阳质量的黑洞,辐射温度只有10^-8K,然后根据普朗克黑体辐射公式可知:

(1)温度越低的物体,辐射能量最大值的波长也越长;

(2)温度越低的物体,辐射能量极值趋向于零;

于是我们得到:像太阳质量大小的黑洞会辐射电磁波,但是电磁波严重红移,而且能量极低;这将导致太阳质量的黑洞,产生的霍金辐射很难被观测到,实际上目前为止霍金辐射也没有被证实。

太阳质量大小的黑洞,几乎就是纯黑的,吸收所有波长的光,但几乎不辐射电磁波;对于10^-8K的黑洞温度,黑到甚至能从宇宙背景辐射中吸收能量。

不过有一种情况,就是小质量黑洞,比如十亿吨质量的黑洞,辐射温度将达到1万亿度,这个温度是可以被探测到的,这样的微型黑洞只能在宇宙大爆炸时产生,目前也只存在于理论当中。

黑洞是大质量恒星后期演变为超红巨星坍缩而成的,黑洞我们能只知道三个物理性质分别是自旋,电荷和质量,黑洞连光都无法逃逸它强大的引力,越往黑洞里面来引力越大,黑洞的视界是引力刚好能束缚住光的地方,视界以内的信息我们无法知道,黑洞其实可观测的那就是通过其强大的引力效应,有说通过霍金辐射

黑洞为什么一定是全黑的。黑洞是由能量形成的空间。那么长久下来必须能量转换形成动力才能保持稳定。所以有黑暗就有光明。可以想象太阳系是一个黑洞。我们只生活在形成黑洞光明的一面吧。

这个只有你去才能体会到

我觉得光进入黑洞!而是被黑洞吸收了!黑洞太大!所以光进去以后!依然亮不起黑洞!物质相等或者大于一方!强硬的一方光才能照亮黑洞!如果黑洞过大!照的光也只能看不到!就像手电筒照黑暗的地球是一样的道理!如果是太阳照地球!太阳大的多!所以地球才能被全部照亮!

黑洞不黑,但是你看不到它
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