黑洞里面宇宙中没比黑洞更

【菜科解读】
黑洞里面是什么?宇宙中没有什么比黑洞更可怕
据新浪科技(匀琳):国外媒体报道,在宇宙中,却是没有什么比黑洞更可怕了。
黑洞,是宇宙中一处引力极其强大的区域,任何物质都无法从中逃离。
最近,黑洞这个话题也时常见诸报端。
2020年诺贝尔物理学奖一半授予罗杰·彭罗斯,获奖原因是他的数学工作证明黑洞是爱因斯坦引力论的不可避免结果。
安德里亚·格兹和莱茵哈德·亨泽尔共享了另一半诺贝尔物理学奖,获奖理由是他们发现银河系的中心是一个巨大的黑洞。
黑洞尤其可怕的理由有三。
如果你掉入一个恒星死亡时形成的黑洞,你将会被撕碎;同样地,所有星系中心的超大质量黑洞仿佛永远都是饥肠辘辘;以及,物理定律在黑洞内不再适用。
克里斯·英佩究黑洞已有30多年,尤其专注研究潜伏在星系中心的超大质量黑洞。
大多数情况下,这些黑洞处于非活动状态。
但是,一旦活跃起来,它们会吞噬恒星和云气,靠近黑洞的区域会比该区域所在的整个星系都更加耀眼。
有活跃黑洞的星系,我们称之为类星体。
尽管过去数十年我们已经掌握了大量有关黑洞的信息,但仍有许多谜团等待我们去解决。
死于黑洞
一颗大质量恒星死亡时,可能会形成黑洞。
恒星的核燃料用尽之后,其核心塌缩成为密度极大的物质,是原子核密度的一百倍还多。
在如此大的密度之下,质子、中子和电子不再是离散的粒子。
由于黑洞漆黑一片,所以我们只能在黑洞绕一颗正常恒星运行时,才能找到它。
正常恒星的特性可以让天文学家推测出该恒星的黑暗伴星——黑洞的特性。
第一个被发现的黑洞是天鹅座X-1,也是天鹅座星座中最明亮的X射线源。
黑洞是物质的坟墓;任何物质,甚至是光,都无法逃离黑洞。
任何人掉入黑洞,等待他的命运将是一段非常痛苦的“意大利面条化”过程。
这是斯蒂芬·霍金在《时间简史》中提出的一个有趣比喻。
在意大利面条化过程中,黑洞的巨大引力会把你拉得很长,把你的骨骼、肌肉、筋骨乃至分子一个个分开。
但丁的诗歌《神曲》中刻在地狱之门上的文字——“入此门者了断希望”,非常生动地描绘了这个过程。
每个星系中的饥饿怪物
在过去30年中,人们借助哈勃太空望远镜观测到,所有星系的中心都有一个黑洞。
星系越大,黑洞也越大。
大自然知道如何制造出质量天差地别的黑洞,从数倍于太阳质量的恒星残骸到几百亿倍太阳质量的怪物等等。
这之间的差距,好比一只苹果和吉萨金字塔之间的差距一样。
就在去年,天文学家发布了有史以来第一张黑洞照片和其事件视界。
这是位于M87椭圆星系中心的一个质量为70亿太阳质量的巨兽。
它比我们银河系中心的黑洞还大一千倍。
这些黑洞大多数时候都是漆黑一片,但是当它们的引力吸引附近的恒星和云气时,它们会爆发出剧烈的活动并释放大量辐射。
大质量黑洞的危险性存在于两方面。
首先,如果你靠得太近,巨大的引力会将你吸入黑洞。
其次,如果它们正处于活跃的类星体阶段,你可能会被高能量辐射烤焦。
类星体有多明亮?想象一下,夜晚,你盘旋在洛杉矶这样的大城市上空。
汽车、房屋和街道的灯光就是星系中的恒星。
以此类推,活跃状态的黑洞就好比洛杉矶市中心一个直径1英寸的光源,却照亮整座城市。
类星体是宇宙中最耀眼的天体。
奇怪的超大质量黑洞
迄今为止,人类发现的最大黑洞的质量是太阳质量的400亿倍,或者说是太阳系直径的20倍。
太阳系外行星的轨道周期是250年,而这个超大质量天体却可以每三个月旋转一周。
它的外边缘的移动速度是光速的一半。
和所有黑洞一样,超大黑洞也隐藏在事件视界背后,让人无从知晓其真面目。
而黑洞的中心则是一个奇点,即密度无限大的一个点。
我们无法了解黑洞的内部,因为物理定律在这里不再适用。
时间在事件视界处冻结,引力在奇点处变得无限大。
但有一个好消息是,如果你掉入一个超大质量黑洞,你可能有幸存活下来。
和小一点的黑洞相比,虽然它们的引力更强,但张力却弱一些,所以不会要了你的命。
坏消息是,事件视界犹如深渊的边缘。
一旦进入了事件视界之后,再想出来绝无可能。
所以,你掉入其中之后,即便没有死,也逃不出来,更不用说向别人讲述自己的经历。
#p#分页标题#e#根据斯蒂芬·霍金的说法,黑洞正在缓慢地消失。
在宇宙的遥远未来,所有恒星都死去之后,所有星系在加速的宇宙膨胀作用下越来越分散之后,黑洞将是宇宙中最后留存的天体。
最大的黑洞可能需要很长时间才会消失。
而这个很长时间,接近永恒。
换言之就是,宇宙中最可怕的天体近乎永恒存在。
外星人可能会利用附近的新超新星来吸引我们的注意力
学分:arXiv (2023)。
DOI: 10.48550/arxiv(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(鲍勃·伊尔卡):来自华盛顿大学、SETI研究所、耶鲁大学和史密斯学院的一组天文学家正在纸风车星系旋臂中的一颗新超新星附近进行搜索,希望找到来自外星文明的信号。
在他们发表在arXiv预印本服务器上的论文中,研究小组提出,由于它的亮度和邻近性,如果外星人住在附近,他们可能会用它作为信号来引起我们的注意。
这颗被称为SN 2023ixf的超新星是由日本天文学家板垣光一于5月19日首次发现的。
风车星系与地球位于大熊星座相同的方向,在其一个臂中爆炸的超新星代表了几十年来从地球上最接近的一次。
这颗超新星距离我们大约2100万光年——研究小组认为,如果超新星附近存在任何高级外星文明,他们可能会将爆炸作为一种信号。
这个想法是,如果爆炸导致我们朝那个方向看,附近的文明可能会发送某种信号,认为我们在观察超新星时可能会看到它。
这颗超新星是II型,这意味着它以前是一颗至少八倍于太阳大小的恒星。
研究小组指出,这种爆炸产生的光在几个月到几年内都可以在任何地方看到。
研究人员正在使用他们所谓的“SETI椭球体”,即超新星爆炸区域周围的蛋形空间区域,来寻找外星信号。
这个形状是由所涉及的时间框架决定的,那时外星人和地球上的研究人员都可以看到爆炸产生的光。
这个区域包括大约100颗恒星。
该小组正在研究艾伦望远镜阵列和罗伯特·c·伯德格林班克望远镜的数据。
该小组计划在接下来的几个月里每月研究一次超新星周围的数据。
他们承认发现外星信号的可能性很小,但表示如果信号来了而地球上没有人听,不尝试将是令人遗憾的。
外星人的联络请求?地球连续35年收到神奇规律性信号,到底是什么
研究人员发现,至少从1988年起,一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。
然而,研究人员并不知道这些神奇信号的源头是什么,因为其电波的性质并不符合世界上任何已知的理论和模型。
而目前我们所观测到的这种脉冲信号,统称为:快速射电暴。
快速射电暴从1987年开始,地球上的一些射电望远镜就开始探测到一些来自遥远宇宙的短暂而强烈的无线电波脉冲,这些脉冲被称为快速射电暴Fast Radio Bursts,FRB。
快速射电暴持续时间极短,通常只有几毫秒,但能够释放出相当于太阳在一整天内释放的能量。
快速射电暴的起源和物理机制目前还不清楚,有多种可能的理论模型来解释它们,如中子星合并、磁星爆发、超新星遗迹、黑洞碰撞等。
快速射电暴有两种类型:单次爆发和重复爆发。
单次爆发只出现一次,而重复爆发则在同一位置多次出现。
目前已经探测到的快速射电暴中,大部分是单次爆发,只有不到10例是重复爆发。
重复爆发的快速射电暴中,有一例特别引人注目,这个射电源被命名为GPM J1839−10,它位于距离地球约1.5万光年的银河系内。
GPM J1839−10的脉冲周期为1320秒22分钟,期间有一个400秒的窗口,爆发会持续30到300秒。
GPM J1839−10的脉冲亮度约为0.1焦耳/赫兹,相当于太阳在射电波段的亮度。
GPM J1839−10的脉冲信号最早可上溯到1988年,至今已经持续了30多年,是目前已知最长寿命的射电瞬变源。
三十年的长周期无线电瞬变活动与快速射电暴有什么关系?高能物理现象相似之处在于,它们都是一种高能天体物理现象,呈现瞬态电波脉冲,来自河外或宇宙学起源。
快速射电暴是一种高能天体物理现象,呈现瞬态电波脉冲,仅维持数毫秒的爆发。
快速射电暴的特征主要包括以下几个方面:持续时间:快速射电暴的持续时间通常在几毫秒到几十毫秒之间,最短的只有0.3毫秒,最长的也不超过30毫秒。
色散量:快速射电暴的色散量是指不同频率的无线电波到达地球的时间延迟,它反映了无线电波在传播过程中经过了多少自由电子。
快速射电暴的色散量通常在几百到几千之间,远远超过银河系星际介质的贡献,表明它们是河外或宇宙学起源。
亮度:快速射电暴的亮度是指其在某一频率下的辐射强度,它反映了其释放能量的大小。
快速射电暴的亮度通常在几百到几千之间,是目前已知最亮的射电天体现象之一。
偏振:快速射电暴的偏振是指其无线电波振动方向的规律性,它反映了其辐射机制和传播环境。
快速射电暴的偏振可以分为线偏振和圆偏振,其中线偏振表明无线电波振动方向固定或变化缓慢,圆偏振表明无线电波振动方向以螺旋形变化。
快速射电暴中有些具有较高的线偏振或圆偏振,有些则没有明显的偏振。
频谱:快速射电暴的频谱是指其在不同频率下的辐射强度分布,它反映了其辐射范围和特征。
快速射电暴的频谱可以分为平滑和结构化两种,其中平滑表明其辐射强度随频率变化平缓或无规律,结构化表明其辐射强度随频率变化出现峰谷或周期性。
快速射电暴中有些具有平滑或结构化的频谱,有些则没有明确的频谱形状。
单次爆发和重复爆发单次爆发:单次爆发是指只出现一次,没有重复观测到的快速射电暴。
单次爆发占据了大多数已探测到的快速射电暴样本,它们可能是由一次性或不可逆转的事件产生,如中子星合并、黑洞碰撞等。
单次爆发通常具有较低的色散量、较高的亮度、较弱或无偏振、较平滑或无规律的频谱等特征。
重复爆发:重复爆发是指在同一位置多次出现,有重复观测到的快速射电暴。
重复爆发占据了少数已探测到的快速射电暴样本,它们可能是由可重复或可逆转的事件产生,如磁星爆发、脉冲星风暴等。
重复爆发通常具有较高的色散量、较低的亮度、较强或有规律的偏振、较结构化或有周期性的频谱等特征。
外星人的信号?从科学的角度来看,规律性射电暴更可能是由自然的物理过程产生,而不是由智能生命设计 。
一方面,规律性射电暴的周期性并不完全稳定,而是存在一定的变化和不确定性 。
如果它们是由外星人发送的信号,那么应该具有更精确和固定的时间模式。
另一方面,规律性射电暴的频谱和偏振也并不完全平滑和规则,而是存在一定的结构和变化 。
如果它们是由外星人发送的信号,那么应该具有更简单和明确的信息编码方式。
此外,规律性射电暴所在的位置和环境也并不适合智能生命存在和发展 。
FRB 121102位于一个矮星系内,该星系可能经历了近期的太阳形成活动和超新星爆发 。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内,该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内,该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团 。
这些环境都具有极端的温度、密度、磁场和辐射,对智能生命的生存和通信都不利。
本文总结因此,规律性射电暴更可能是由某种天体物理机制产生,而不是由外星人发送的信号。
一种可能的解释是,规律性射电暴源体是一种高速自转的高磁场中子星,即磁星 。
磁星会不定期地发生强烈的磁场重构,导致其表面和外层发生剧烈的震动和裂变,从而产生快速射电暴 。
磁星的自转周期和轨道周期可能会影响其磁场重构的频率和强度,从而导致其快速射电暴呈现出一定的周期性 。
虽然GPM J1839−10可能不是外星人发送的信号,但是毫无疑问的是,宇宙的浩瀚,存在着无数的文明和星球,只不过目前人类还没有发现为止,我们更加研发更加先进的技术,去寻找外星文明,而不是让他们发现地球的存在。
#所见所得,都很科学##地球连续35年收到神奇规律性信号#