小学生认识宇宙,三年级科学宇宙视频

首页 > 教育 > 作者:YD1662025-04-15 20:28:06

黑洞

黑洞最早提出在1783年,也是一个偶然的结果,直到20世纪才被推广,21世纪被证实,历经三个世纪,主要原因黑洞实在难以观测,且对黑洞的研究,人类很难进一步去深入研究。

黑洞由于极端的质量,以及极端的密度,导致黑洞拥有难以估测的质量,以及无限接近一个点的半径,所以致使黑洞的引力极端的恐怖,导致该天体的逃逸速度远远大于光速。

根据角动量守恒,黑洞如此大的质量和如此小的半径,黑洞的自旋速度,非常快,接近光速的85%-95%,所以黑洞的引力场范围并不大,但限定区域内,是不可估计的,所以我们以光速为界,定为黑洞事件视界,事件视界的最边界逃逸速度等于光速。

所以我们最了解黑洞特性的地方,就事件视界边界以内。其实黑洞并不是只进不出的地方,黑洞在吸收周围物质时,会形成发光的吸积盘,而吸积盘周围导致物质一部分向事件视界落去,一部分向外被抛射,所谓黑洞只进不出,实际上只是物质落入事件视界以后。

但不排除黑洞仍然是恐怖的,因为远远超出人类对于宇宙的认识和逻辑,事件视界仍然是宇宙生命和物质的禁区,一旦进入,永远无法出逃。

直到目前人类对黑洞研究基本处于理论阶段,基于现有的物理大厦,有温度的物质必定会释放辐射,而黑洞应该也会有温度,假如黑洞有温度是如何释放辐射呢?所以霍金结合相对论以及量子力学研究,得出霍金辐射的理论,即事件视界附近存在量子涨落现象,随机诞生一对虚对粒子,一个会被抛射,一个会被吸入黑洞,吸入黑洞的粒子,即负质量粒子,被抛射的粒子则化为基本粒子,具有正质量,以辐射的形式发散出来,实验表明,的确存在这种现象,但不确定是否会减少质量,是否会发生在黑洞附近。

并且随着量子力学的不断发展,我们对黑洞甚至宇宙有了更加深入的认知,比如被爱因斯坦称为鬼魅般的超距作用的量子纠缠,量子纠缠远远超出人类对于速度的认识,即使以光的速度穿于星系之间也至少需要上百万年,上百亿年甚至更久,宇宙的宏大,让光速也如同龟速一般,遥遥无期。而量子纠缠可以无视距离同步粒子的状态,即使相隔千亿万亿光年距离的宇宙两端,都可以随时同步,相互感应,目前人类完全无法解释到底是什么原理,我也得关于它的神奇只能暂时蒙上面纱。

而从量子的世界去看黑洞,仿佛黑洞也并非不可战胜,但一切都只是基于理论,因为我们无法观测事件视界内部到底是如何的状态,时空的状态,时间的状态,以及物质的状态,原子结构被打破以后,到底变成了什么?夸克?曾有理论得出,黑洞可能是夸克星,但很快就不被普遍接受,甚至是比夸克更小的单位,但这又涉及到宇宙的底层逻辑,基于人类的认识,夸克已是最小单位,无法再分,所以即使是理论也无法得出,黑洞内部的物质到底处于什么状态,人类无从得知,以及它那可怕的引力,让人类只能望而生畏,所有的物质,能量,辐射,一旦进入,便永远被困在黑暗中。目前关于黑洞释放能量的观测全部都是黑洞在吸收物质时,吸积盘产生的喷流,并没有观测到事件视界内部有任何物质,能量或者辐射逃逸,所以事件视界也被称为物理学的绝对禁区。

地球上的生命多种多样,而人类作为万物灵长,是地球的绝对霸主,拥有极发达的文明和科技,然而当你在作为人类的一员而自豪时,请平复你的心情,因为我们在宇宙面前,远远比你想象的还要渺小,无能为力,我们的地球处在太阳系内,而太阳系直径长达2光年,美国发射的旅行者一号通46年的时间已经走到太阳系最边缘地带,奥尔特云。但完全脱离奥尔特云,即使利用行星引力弹弓效应加速,也至少需要1.5万年之久。而太阳系,不过是银河系里万千星星点点中的一个点,银河系是一个棒旋星系,我们位于银河系猎户座旋臂上。银河系大约有1000到4000亿颗恒星,行星,小行星数之不尽,我们距离银河系中心2.5万光年的距离,银心便是一颗质量巨大的黑洞。称为银心黑洞。

银河系全长约10万光年,即使如此巨大,但银河系仍然有上层结构,属于本星系群,里面有50多个类似银河系的星系组成,而离我们最近的仙女座星系,大小是银河系的两倍之多。而本星系群,仍然有上层结构,属于室女座超星系团,直径超过2亿光年,也就是说即使以光速行走,穿过室女座超星系团需要2亿年的时间才可以到达,那么这时银河系在哪里,银河系这时只是比太阳系在银河系中更小的一个点而已,因为室女座超星系团概率估计有数万亿至数十万亿的恒星数量。

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银河系

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本星系群

如果你以为到这里就结束了,那就大错特错了,室女座超星系团仍然有上级结构,属于拉尼亚凯亚超星系团,该星系团直径长达5.2亿光年。

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室女座超星系团

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