作为已知世界中最强壮天体,黑洞想必是咱们十分了解的了,但是假设有人问你,黑洞是不是一个洞?这好像就不太好答复了,今日咱们就来讲一下有关黑洞的常识。
一般来讲,咱们咱们能够把黑洞当作三维空间中的一个球体,其中心是一个体积无限小,密度无限大的奇点(Singularity)、半径被称为“史瓦西半径”(Schwarzschild radius)、球面则被称为“事情视界”(Event horizon),在这个球体之内,任何物质都无法逃逸出去。
趁便讲一下,黑洞本身的质量并不是幻想中的无限大,从理论上来讲,任何具有质量的物体都有自己的史瓦西半径,只需其天然半径小于史瓦西半径,这个物体就能成为黑洞。比如说咱们地球的史瓦西半径约为0.9厘米,只需将地球的半径压缩到小于0.9厘米,地球就变成了黑洞。
现在问题就来了,已然黑洞是个球体,那为什么科学家要说黑洞连接着另一个时空?
1915年,爱因斯坦提出了闻名的广义相对论,他指出引力的实质是时空歪曲,但凡具有质量的物质都会使时空发作歪曲,4年今后,英国科学家亚瑟.斯坦利.爱丁顿使用一次可贵的日全食时机初次证明了爱因斯坦的正确性,时至今日,这一理论早已得到科学界的认同。
那么时空是怎样歪曲的呢?咱们来举个比如,比如说咱们咱们能够把一张纸当作一个二维空间,当咱们把这张纸曲折的时分,关于处于三维空间的咱们而言,就能够清楚地看到这个二维空间呈现了歪曲,而且其方向也是确认的(向上或向下)。
请注意,在以上描绘中,咱们参加了额定的维度(上下)才能够解说二维空间是怎么歪曲,但假设在这张纸上有一个底子无法感知第三维度的二维生物,那他有方法知道这张纸歪曲了吗?答案是必定的。
这个二维生物能够在这张纸上画一个巨大的三角形,然后丈量这个三角形三条边的曲率来判别这张纸是否曲折。曲率是标明一条线在某个点上的曲折程度的数值,曲率越大曲折程度就越大,而假如这个三角形的三条边上的曲率均为零,则代表这个三角形所在的二维空间是平整的。
在广义相对论中,爱因斯坦是用“黎曼曲率”来描绘时空歪曲的,这是一种与时空本身几许结构相关的内禀性质。相同的,咱们咱们能够经过与上述相似的方法来丈量时空的曲率,然后判别出咱们所在的时空是否歪曲,而不需要再参加额定的维度来解说。
依据广义相对论的描绘,黑洞强壮的引力实际上的意思便是它的奇点将时空歪曲到了极致,也正由于如此,即使是没有质量(静质量)的光也无法逃脱。
因而咱们咱们能够得出一个定论:在三维空间里,黑洞不是一个洞,它表现为一个三维的球体,而关于可歪曲的时空而言,黑洞确实是一个洞,它连接着另一个时空。看到这儿必定有人要问了:咱们有没有或许使用黑洞来穿越时空呢?
一般来讲,任何物质进入了黑洞的事情视界,就会不可避免地坠入黑洞的奇点,再也无法逃逸出去。但世事无肯定,理论上来讲,有一种黑洞会协助咱们完结穿越时空的愿望。
“克尔黑洞”是新西兰物理学家罗伊.克尔(Roy.Kerr)在1962年提出的,这是一种由爱因斯坦场方程推导出来的特殊黑洞,简略地讲,“克尔黑洞”便是一种具有极高自转速度的黑洞。
罗伊.克尔以为,高速自转的黑洞会发生与黑洞引力相反的离心力(注:离心力是虚拟力,其实质是物质惯性的表现),当这两种力到达平衡时,在这个黑洞的内部就会呈现一个安稳的环状区域,这被称为“奇特环”,因而在某个物体进入这种黑洞时,它就不会被黑洞的引力搅扰,而假如这个物体具有满足的速度(或动力),那么它就或许从这种黑洞的另一头逃逸出去,然后完结穿越时空的豪举。
值得一提的是,就算是咱们具有适当的科技,这种穿越时空的方法也是十分风险的,由于谁也不知道黑洞的另一头连接着一个什么样的时空……
好了,今日咱们就先讲到这儿,欢迎咱们重视咱们,咱们下次再会`
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