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黑洞为什么呈现黑色,黑洞是不是暗物质

来源:整理 时间:2022-06-07 10:20:36 编辑:科技知识 手机版

根据霍金的辐射理论,黑洞并不是完全没有辐射的,仍然会有非常少的能量从黑洞中逃逸,这将导致黑洞的质量下降。如果一束光照射到黑洞,会削弱霍金辐射,所以黑洞反而会变暗。即使在20世纪60年代,爱尔兰数学家克尔得到了旋转黑洞的解,也没有改变大家对黑洞的认识。

黑洞明明是黑的,为什么霍金却说“黑洞不完全是黑的”呢?

谢谢邀请。现在的通常认识的确是黑洞不完全是黑的,对于黑洞的认识也经历了一个演化。爱因斯坦在1915年提出广义相对论之后,几个月之后,德国的物理学家史瓦西就得到了第一个有关黑洞的解,这个解就描述了一个没有转动的黑洞,这时所认识的天体就是一个没有任何光可以逃逸出去的天体,也就是黑洞完全是黑的。即使在上个世纪60年,爱尔兰的数学家克尔得到了转动黑洞的解,也没有改变大家对于黑洞的认识,

这就是大家对于黑洞在经典广义相对论的认识。然而在70年代的时候,在霍金在苏联科学家的建议之下,将量子力学应用于黑洞的视界面,发觉会有一种很神奇的效应出现,也就是某些原本位于黑洞内部的光子竟然可以逃逸出来,这就是因为量子力学当中的不确定原理或者说隧道穿透效应导致的,在经典力学当中,原本不可逾越的障碍,也存在也一定小概率被跨越。

黑洞到底有多黑?

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。

黑洞是不是暗物质?

自然界存在着两种基本的状态,其一是由离散的量子形成的空间,其二是由量子组成的封闭体系即物质,前者是物理背景,后者是物理对象。黑洞属于封闭体系的范畴,其特殊性在于封闭性较大,根据有机的观点,任何物体的封闭性都是介于0-1之间的,不存在绝对的黑体。所以,黑洞不黑,否则的话,也不可能对外形成引力场,至于暗物质,只是为解释偏离万有引力公式现象而特设的。

在科学史上,用特设外部因素的方法来解释具体的物理现象,大多没有好结果。最终会被特定的物理机制所取代,比如氧化机制取代燃素说,进化机制取代灾变说。之所以会出现与万有引力公式的偏差,是因为万有引力公式是基于平坦空间的理想化公式,而现实是一个巨大星系的旋转会使其附近的空间发生部分旋转,空间并不是平坦的。

文章TAG:黑洞为什么呈现黑色黑洞暗物质黑色呈现

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