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解讀黑洞的前世今生,或許黑洞能帶我們穿越時空來前往另一個宇宙

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夜幕降臨,每當(dāng)我們仰望星空,總能從內(nèi)心深處感受到宇宙的浩瀚和深邃,還有那讓人窒息的美,妙不可言的美。

夜空中那閃閃發(fā)光的星星像一顆顆寶石一樣點綴著夜空,還有寓意著美好而祥和的月亮,在眾星捧月之下,顯得更加婀娜多姿。



但你不知道的是,在我們的視野之外,在看起來美好而寧靜的表面之下,在宇宙某處隨時上演著無情的吞噬和消亡,我們不知道這種吞噬到底會發(fā)生在何處,但它確實存在,而且?guī)缀鯚o處不在:黑洞!

恒星,其實并不像它的名字那樣,恒星也不是永恒的,與人類一樣,恒星也是有壽命的。恒星壽命的長短取決于它的質(zhì)量,質(zhì)量越小的恒星,壽命越長,反之質(zhì)量越大,恒星的壽命就越短。



恒星是如何形成的呢?

在宇宙初期,物質(zhì)的分布并不均勻,溫度也有所差異。密度和溫度的差異意味著引力的差異,某些地方的引力會相對較大。

在引力作用下,氣體云分子開始向引力大的區(qū)域靠近,結(jié)果就是該區(qū)域的引力越來越大,滾雪球效應(yīng)越來越明顯。



引力大到一定程度,就會來到一個引力臨界點,一旦超過這個臨界點,區(qū)域中心的氣體云分子在巨大的壓力和溫度下開始了核聚變,一顆恒星就這樣誕生了!

恒星一旦形成之后,實際上就開始了它的死亡之旅,與人類等生命一樣,人類出生之后其實就在一步步走向死亡。而恒星燃燒消耗氫燃料的過程其實也在一步步走向死亡。

恒星死亡之后會變成什么呢?這取決于恒星的質(zhì)量。



如果恒星的質(zhì)量小于太陽質(zhì)量的0.08倍,這樣的恒星實際上是無法引發(fā)核聚變的,因為質(zhì)量太小了,這種恒星也被稱為“失敗的恒星”,科學(xué)命名為“褐矮星”!真正的恒星質(zhì)量必須大約太陽質(zhì)量的0.08倍,這是成為恒星的最低質(zhì)量要求!

如果恒星質(zhì)量介于0.08-0.5倍太陽質(zhì)量之間,此類恒星由于質(zhì)量相對較小,核聚變進行的非常難,發(fā)出的光通常也是以能量更低的紅光為主,所以被稱為“紅矮星”。

紅矮星是壽命最長的恒星,這是因為紅矮星的核聚變速度非常慢,通常情況下,這類恒星的壽命可以長達幾百億年甚至更久。



第三類恒星就是像太陽這樣的恒星,質(zhì)量不大不小,介于0.5-8倍太陽之間,發(fā)出的光通常為黃色,所以也被稱為“黃矮星”,我們的太陽就是一顆黃矮星,它的壽命大約100億年,目前太陽正值中年,也是最好的時期。

最后一類恒星就是質(zhì)量大于8倍太陽質(zhì)量,此類恒星通常會發(fā)出能量更強大的藍光,加上質(zhì)量非常大,所以被稱為“藍超巨星”!

由于質(zhì)量巨大,藍超巨星燃燒速度非常快,所以壽命也很短,通常只有幾千萬年甚至幾百萬年的壽命。

正如剛才所說,恒星一直在進行著核聚變,當(dāng)然質(zhì)量不同的恒星,核聚變的過程也會有很大不同。

比如說,像太陽這樣的黃矮星,在氫燃料逐漸耗盡的過程中,體積會一步步膨脹,最終成為紅巨星,體積會膨脹到原來的100倍左右,水星和金星都會因此被吞噬,或許地球也不能幸免。



太陽為何會膨脹呢?因為核聚變的過程中,太陽質(zhì)量會一點點減少,意味著引力也一步步變?nèi),那么核聚變產(chǎn)生的向外的壓力和引力之間的平衡就會被打破,向外的壓力相對變得更強,所以太陽就會膨脹成紅巨星。

膨脹的過程中,太陽核心溫度和壓力逐漸下降,核聚變也變得微弱起來,引力開始占據(jù)上風(fēng),核心物質(zhì)開始向內(nèi)坍縮,最終成為白矮星!外層物質(zhì)被拋灑到浩瀚星際空間!

白矮星的密度非常大,比如我們的太陽成為白矮星之后只有地球大小,但質(zhì)量相當(dāng)于地球的十萬倍!白矮星依靠自身能量依然發(fā)著微弱的光,自身能量耗盡之后,成為黑矮星,這個過程異常的漫長,可以達到幾千億年,這也是為什么至今科學(xué)家仍舊沒有發(fā)現(xiàn)任何一顆黑矮星!

而質(zhì)量大于太陽質(zhì)量3倍的恒星,死亡過程與太陽沒有本質(zhì)區(qū)別,不同的是這類恒星在死亡過程中首先會演變?yōu)榧t超巨星,然后在向內(nèi)坍縮的過程中會表現(xiàn)得更為狂暴,最終會演變?yōu)橹凶有巧踔梁诙础?/p>

黑洞堪稱宇宙中最恐怖最詭異的天體,吞噬一切靠近的物體,哪怕光也逃脫不了黑洞的魔掌。



黑洞存在著事件視界,一旦越過這個視界,一切物體都會有去無回,純理論分析只有超光速才能逃脫,但超光速又是不現(xiàn)實的。

在事件視界附近,一切都會變得如此詭異。如果事件視界附近有兩個人甲和乙,甲慢慢靠近事件視界,乙靜止不動。乙會看到怎樣的場景呢?

會看到甲的時間變慢了,他的每一個動作都變得越來越難,當(dāng)甲來到事件視界時,乙會看到甲徹底靜止不動了!這是因為引力越大,時間就越難。當(dāng)然甲并不會感覺到自己的時間變慢了!

一旦越過事件視界,所有的一切都變得如此不同,我們現(xiàn)有的所有大自然法則都失效了,言外之意,我們并不知道黑洞里面到底是一個怎樣的存在方式。



但好在人類擁有豐富的想象力,科學(xué)家仍舊可以根據(jù)現(xiàn)有物理定律加以推測。

有科學(xué)家認(rèn)為,黑洞內(nèi)部的時空結(jié)構(gòu)與我們的現(xiàn)實世界有很大不同。在我們的現(xiàn)實時間,時間是單向的,只有一個方向:永遠(yuǎn)向前,而空間是雙向的,向前和向后都可以。

但黑洞內(nèi)部恰恰相反,時間是雙向的,既能向前也能向后,而空間是單向的:只能朝著黑洞中心移動,也就是朝著奇點移動!

但是在掉進小質(zhì)量黑洞的時候,我們根本就沒機會掉進黑洞中心的奇點,在這之前早就被撕成碎片了。在黑洞事件視界附近,由于引力巨大,即使微小的距離差異也會感受到完全不同的引力,所以你的頭和腳受到的引力差異就非常大,意味著你會被徹底撕成碎片!

但超大質(zhì)量黑洞并不會出現(xiàn)這種情況,因為大質(zhì)量黑洞的事件視界范圍太大了,附近的引力差異并不會太大。理論上分析,你可以比較安全地掉進超大質(zhì)量黑洞的事件視界里面!

但掉進超大質(zhì)量黑洞之后,會通向哪里呢?

如果你看過科幻電影《星際穿越》,里面有一個橋段你一定很熟悉:男主人公庫珀穿越黑洞之后來到五維時空,通過引力作用與女兒建立信息聯(lián)系。



這種科幻情節(jié)并非僅僅依靠豐富的想象,而是有一定科學(xué)依據(jù)的。

黑洞巨大的質(zhì)量和引力能把時空拉伸到極致,甚至能撕裂時空,或許能通向另外一個時空,另一個宇宙甚至不為我們所知的高維度空間。

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