黑洞的前世今生

爱因斯坦实际上,黑洞这一宇宙天体,最早就是从广义相对论的框架中诞生的,也就是说它是被理论预言出的天体,而当时人们对黑洞是否真实存在还有很大争议,比如爱因斯坦本人,他最早是不
【菜科解读】
如果让你列举出几个最熟悉的科学家,估计爱因斯坦绝对是脱口而出的第一位;如果再让你说出几个最熟悉最感兴趣的科学术语,想必黑洞一词的出场率绝对是在前三。
爱因斯坦实际上,黑洞这一宇宙天体,最早就是从广义相对论的框架中诞生的,也就是说它是被理论预言出的天体,而当时人们对黑洞是否真实存在还有很大争议,比如爱因斯坦本人,他最早是不承认这种怪异天体的。
人类首张黑洞照片但就在2019年4月10号,晚上9点,人类历史上首张直接拍摄的黑洞照片被公布了,要知道这个意义非同小可,如果说此前数十年黑洞的存在证据都是科学家们间接获得的,那么这次就是真的找到了一个黑洞,并且对它照了个相。
这无疑是人类天文史上一次重大的事件,也同时验证了百年前爱因斯坦提出的广义相对论的正确性,虽然此前所有关于广义相对论的验证无一例外都是成功的。
从历史上看,黑洞的萌芽应该是处于牛顿经典力学时代,英国天文学家米歇尔和法国物理学家都提到过一种被称为暗星的天体,或者说一种理论上可能存在天体。
这种天体的引起极强,甚至光子都无法从它的表面逃离(这一句描述和今天很多科普文章对黑洞的描述大同小异)。
暗星但我们要知道当时还处于牛顿力学体系,光被认为是由一个个小光子微粒组成,那么关于如何束缚光子,使其不能从暗星表面溜走,其思考计算过程和预测一块飞出去的石头轨迹并没有什么两样。
在这一点上,现在的高中理科生也完全有能力将相关公式推导出来,为此拉普拉斯还特地在他的著作《天体力学》中,写上了暗星的相关介绍。
不过因后来的双缝实验被大多数物理学家所承认,导致当时科学界认为光是波,而非微粒光子。
所以之前按照光微粒得到的暗星概念,也被大家很快遗忘。
当然啦,现在我们知道光有波粒二象性(这一点还是的感谢爱因斯坦),因此从光子角度也是正确的。
波粒二象性但这并不能使得当时的暗星概念再度复燃,因为需要加入相对论效应进去,毕竟当时在拉普拉斯等人的计算中,光子动能还是按照牛顿力学中的1/2mv^2进行处理的,而相对论动能公式和这个是不一致的。
黑洞的真正意义上的开始,是从爱因斯坦提出广义相对论后开始的,1915年广义相对论出世,1915年12月,德国物理学家史瓦西给出了其引力场方程的第一个精确解,它描述了一个球对称静止不自转物体的外部时空。
卡尔.史瓦西在黑洞科普文章中出场率最高的就属史瓦西黑洞了,还有个被称为史瓦西半径的术语,大家可以理解为黑洞的半径,在这个距离上,光线一旦涉足,那么久永远不能再飞出去(这和前几段描述的暗星大同小异)。
并且这个距离还有个名字,被称为事件视界(对于史瓦西黑洞来讲,史瓦西半径所勾勒出的表面就是它的事件视界)。
讲到这,我们会得出黑洞是不能发光的这一结论,那么这次人类拍摄的首次黑洞照片又是怎么回事?按理说不应该就是一团漆黑吗?那周围那一圈橘红色的光环又是啥呢?那是黑洞周边的吸积盘散发出的光,虽然黑洞不发光,但这并不能阻止黑洞外部对外进行热辐射吧?由于黑洞强大的引力,被吸引聚集的物质将会被挤压摩擦生热,只要还没进入事件视界,那么热辐射就能传播到外界,当然了,这种高频率的电磁波一般肉眼是不可见,但我们可以利用仪器进行观察拍摄。
这次直接拍摄的黑洞是来自M87星系 该星系是位于室女座的一个椭圆星系),它和地球之间的距离大约在5500万光年,也就说是,一束光需要耗费至少5500万年,才能从M87传播到地球,因此这次拍摄到的黑洞实际上是5500万年前的景象。
此外这颗黑洞的质量也是相当惊人,大约是太阳质量的65亿倍,因此其事件视界的尺寸也是相当恐怖的,半径大约是海王星平均轨道半径的四倍多,所以这个黑洞完全可以把我们整个太阳系包进去(以八大行星为边界)。
而人类所使用的相机则是分布在世界各地的八台射电望远镜(分布地分别为:南极、智利、美国、墨西哥、西班牙等),利用相关技术可以等效出一台口径差不多是地球直径的望远镜,对这颗远在5500万光年之外的黑洞拍了一张照片(并且要注意一点,这个黑洞照片并不是立即得到的,而是经过了两年的时间才分析处理出来的,也就是说黑洞的拍摄时间是2017年四月份,直到今年2019年四月才正式发布)。
#p#分页标题#e#恒星演化在理论上,我们说了黑洞的独特性质,那么在演化方面呢?它是凭空出现的吗?很显然,凭空出现是不可能的(量子力学先不谈),黑洞的出现一般都是从恒星演化而来。
而这个演化的关键就在于恒星的质量,恒星质量越大,那么演化后的天体就越恐怖。
以我们的太阳为例,它在衰老死亡后最终将变为白矮星(因为它的核心质量小于1.44倍太阳质量),而对于那些核心质量在1.44倍到3倍太阳质量之间的恒星,他们的衰老死亡后将变为中子星,质量再大的恒星就将成为黑洞。
霍金辐射最后还有一点没说,那就是著名的霍金辐射,是霍金教授在黑洞研究中最重要的成果之一。
在之前的讲述中,我们似乎把黑洞描述成了一个一毛不拔的铁公鸡,但实际上并不是这样。
黑洞的只是吝啬,你要它主要吐东西出来是不可能的,但在量子力学中,却有办法从外部悄无声息的偷点东西出来。
量子涨落在空间各处都机会发生,如果恰好发生在黑洞附近呢?虚粒子对在形成后,还未来得及湮灭,如果其中的一个负能粒子被黑洞吸入,那么另一个正能粒子就将逃离黑洞(这个过程被称为霍金辐射)。
而负能粒子进入黑洞后的体现,在外部观察中,就是黑洞的质量减少了,毕竟黑洞的无毛定理已经规定:对于一个黑洞,我们只能知晓它的质量、电荷和角动量等三个信息。
黑洞无毛定理本篇文章的内容到此结束。
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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#
数字黑洞原理?数字黑洞原理手抄报
首先,如果四位数中有任何一位是0,那么在从大到小和从小到大排列后,得到的数都不是四位数,因此不符合条件。
任取一个四位数,只要四个数字不全相同,按数字递减顺序排列,构成最大数作为被减数;按数字递增顺序排列,构成最小数作为减数,其差就会得6174;如不是6174,则按上述方法再作减法,至多不过10步就必然得到6174。
之所以说6174是数学黑洞,是因为无论你怎么换那4个数字,只要不是完全重复,最后都逃脱不了6174的魔掌。
而这个最大减最小的动作,最多不会超过7次!这又加深了6174的神秘性。
数字黑洞,又称陷阱数。
意思是指由某些阿拉伯数字组成的数字串,经过一定规律的演算之后,都会得出一个相同的结果,这就是数字黑洞的概念。
数学黑洞 神奇的数字495首先,不管任取哪三个数字,由这三个数字组成的最大数与最小数的差都有一个共同的特点,那就是:十位数字是9,个位与百位数字的和是9。
然后得到的下一组数字共有4种,分别是189;279;369;459。
这样的数字称为黑洞数,这样的运算叫做重排求差操作。
于是轻松证明了刚才的猜想:在卡氏运算下,三位数有黑洞数,并且它等于495。
一共七个人,祖父和岳父是一个人,祖母和岳母是一个人,儿媳和其中一位母亲是一个人,和四个孩子当中的一个是一个人,还有三个孙子也就是除了其中一个父亲的三个孩子。
共七个人。
数字黑洞是什么意思数字黑洞是指在某些数字系统中出现的一种现象,即无论输入什么数字,最终得到的数字都相同。
通常情况下,这个相同的数字就称为数字黑洞。
数字黑洞是指某些数字经过一定的运算得到一个循环或确定的答案。
一般限定从某些整数出发,反复迭代后结果必然落入一个点或若干点的情况叫数字黑洞。
黑洞原是天文学中的概念,表示这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
数学中借用这个词,指的是某种运算,这种运算一般限定从某些整数出发,反复迭代后结果必然落入一个点或若干点。
数字黑洞原理,数学高手进来帮帮我啊!急啊!如果答案正确,我给悬赏30...一个自然数,奇数就乘2加1,偶数就除2,结果就始终是一。
数字黑洞是指某些数字经过一定的运算得到一个循环或确定的答案。
一般限定从某些整数出发,反复迭代后结果必然落入一个点或若干点的情况叫数字黑洞。
这种题就是典型的初中数学拿来吓人的。
其实很简单,但是给一大堆你看不懂或者看似很高深的知识,最后就是让你简单算个数,和这个高深的知识没什么关系,用初中数学完全就可以。
数字黑洞是什么原理?1、黑洞原是天文学中的概念,表示这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
数学中借用这个词,指的是某种运算,这种运算一般限定从某些整数出发,反复迭代后结果必然落入一个点或若干点。
2、数字黑洞产生的原理是基于数学中的数论和排列组合的原理。
通过对选取的数字进行排序和相减,不断得到新的数字,直到最终收敛到黑洞数字。
这个数字在每一轮中都会变得更小,直到最后达到一个稳定状态。
3、数字黑洞是指某些数字经过一定的运算得到一个循环或确定的答案。
4、数字黑洞是指在某些数字系统中出现的一种现象,即无论输入什么数字,最终得到的数字都相同。
通常情况下,这个相同的数字就称为数字黑洞。
5、四位数黑洞6174:把一个四位数的四个数字由小至大排列,组成一个新数,又由大至小排列排列组成一个新数,这两个数相减,之后重复这个步骤,只要四位数的四个数字不重复,数字最终便会变成 6174。
数字黑洞的其他1、数字黑洞是指某些数字经过一定的运算得到一个循环或确定的答案。
2、数字黑洞,又称指的是某种运算,这种运算一般限定从某些整数出发,反复迭代后结果必然落入一个点或若干点的情况叫数字黑洞。
黑洞原是天文学中的概念,表示这样一种天体,它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
3、数学中的123就跟英语中的ABC一样平凡和简单。
4、黑洞原是天文学中的概念,表示这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
数学中借用这个词,指的是某种运算,这种运算一般限定从某些整数出发,反复迭代后结果必然落入一个点或若干点。
5、黑洞数又称陷阱数,是类具有奇特转换特性的整数。
任何一个数字不全相同整数,经有限重排求差操作,总会得某一个或一些数,这些数即为黑洞数。
重排求差操作即组成该数得排后的最大数去重排的最小数。