演化篇之四:黑洞

廣義相對(duì)論岂却,被稱為最完美的物理理論忿薇,空間是一張網(wǎng),看不見卻無比宏大躏哩,存在于整個(gè)宇宙署浩;存在于空間中的物質(zhì)時(shí)時(shí)刻刻與空間相互作用,物質(zhì)彎曲了空間扫尺,改變了時(shí)間的流逝速度筋栋,彎曲的空間又使物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。

相對(duì)論時(shí)空觀不僅停留在用自然語言表述正驻,而且用數(shù)學(xué)公式描述了物質(zhì)質(zhì)量和空間彎曲之間的精確關(guān)系弊攘。

一定質(zhì)量的物質(zhì)抢腐,多大程度上彎曲了空間,減緩了時(shí)間流逝襟交,借助相對(duì)論的數(shù)學(xué)公式迈倍,都可以精確地計(jì)算出來。

數(shù)學(xué)公式使用起來固然很困難捣域,但不妨試想一下啼染,手里拿著相對(duì)論的數(shù)學(xué)公式,眼里觀察著天體運(yùn)動(dòng)焕梅,一切有條不紊的運(yùn)行迹鹅,和心里計(jì)算出來的一樣精準(zhǔn)。過去和未來被計(jì)算得清清楚楚贞言、明明白白斜棚,真有一種打開上帝視角的感覺。

在時(shí)空中蜗字,物質(zhì)按照規(guī)律運(yùn)行打肝,規(guī)律以數(shù)學(xué)公式呈現(xiàn)。萬物的運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格遵循方程式的約束挪捕,而理解背后規(guī)律之后的感覺粗梭,如愛因斯坦口中:這個(gè)世界最不可理解的就是它竟然是可以理解的,如古代哲人口中:最崇高的愉悅在于理解的喜悅级零。

在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里断医,空間一直深藏在人們的視線之外,它無處不在奏纪,我們卻察覺不到鉴嗤,同樣不被人們發(fā)現(xiàn)的是深藏在空間中的黑洞。黑洞是時(shí)空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體序调,不停地吞噬著周圍的一切醉锅,我們無法直接看到黑洞。

黑洞逃出了我們的視線发绢,卻逃不出自然規(guī)律的約束硬耍。既然存在于空間中,既然有質(zhì)量边酒,就嚴(yán)格遵循相對(duì)論方程式的約束经柴。在數(shù)學(xué)方程式面前,黑洞無處遁形墩朦。

最早發(fā)現(xiàn)黑洞的是愛因斯坦的相對(duì)論公式坯认,有意思的是解出方程的不是愛因斯坦本人,甚至剛解出來的時(shí)候愛因斯坦都無法相信黑洞的存在。直到后來物理學(xué)家在觀測(cè)宇宙時(shí)發(fā)現(xiàn)牛哺,恒星和星云圍繞著某種看不見的物質(zhì)規(guī)律地運(yùn)行陋气,借由間接觀測(cè)恒星和星際云氣團(tuán)繞行軌跡,計(jì)算出它的位置以及質(zhì)量荆隘,最終經(jīng)過嚴(yán)密地求證恩伺,終于確定黑洞的存在。

黑洞一經(jīng)發(fā)現(xiàn)椰拒,人們開始從各個(gè)方面研究這一陌生的事物晶渠,黑洞從哪里來、怎么產(chǎn)生燃观?在宇宙運(yùn)行中黑洞扮演什么角色褒脯?在宇宙框架中黑洞發(fā)揮什么功能?黑洞對(duì)時(shí)空缆毁、星系有什么影響番川?黑洞壽命多長(zhǎng)、以什么方式走向死亡脊框?

從發(fā)現(xiàn)那一刻起颁督,黑洞的命運(yùn)就一直吸引著我們,挑戰(zhàn)著我們的科學(xué)和想象力浇雹。

前世:

地月日系統(tǒng)中沉御,太陽(yáng)是一顆恒星,燃燒自己昭灵,釋放能量吠裆,地球在太陽(yáng)的照耀下,才能孕育生命烂完,持續(xù)數(shù)億年地進(jìn)化试疙,萬物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)。

許多黑洞的前生是一顆如太陽(yáng)一樣燃燒自己的恒星抠蚣,任何一顆如太陽(yáng)一樣的恒星祝旷,在燃盡燃料之后,如果誕生時(shí)質(zhì)量比太陽(yáng)質(zhì)量大十倍或更多嘶窄,它將以黑洞結(jié)束缓屠。我們的星系中存在許多這樣的小黑洞,它們是恒星燃盡后的尸體护侮。

今生:

由于黑洞巨大的質(zhì)量對(duì)空間的嚴(yán)重彎曲,它不會(huì)單獨(dú)存在储耐,無數(shù)顆恒星和天體圍繞著它旋轉(zhuǎn)羊初,形成大大小大的星系。

在銀河系的中心,有一顆超大質(zhì)量黑洞长赞,比太陽(yáng)質(zhì)量大數(shù)百萬倍晦攒,強(qiáng)大的引力將數(shù)百萬、數(shù)十億得哆,甚至數(shù)萬億顆星星脯颜,捆綁在一起。

類似于這樣星系圍繞黑洞的結(jié)構(gòu)贩据,在宇宙中普遍存在栋操,所有星系的中心都有一顆質(zhì)量巨大的黑洞,黑洞穩(wěn)定了星系饱亮,左右著星系的發(fā)展?fàn)顟B(tài)矾芙;所有黑洞共同構(gòu)成了宇宙的骨架,控制宇宙的建立近上。

日常:

難以想象黑洞吞噬物質(zhì)時(shí)有多么暴力剔宪,難以想象黑洞安靜時(shí)能隱藏地多深,“靜如處子壹无,動(dòng)如脫兔”葱绒,恐怕難以形容黑洞的萬分之一。

黑洞吞噬著鄰近空間的所有光線和任何物質(zhì)斗锭,天體如果和黑洞走得太近地淀,會(huì)被一層一層的剝掉,足夠近的話會(huì)被一口吞掉拒迅。

黑洞吞噬恒星的場(chǎng)面尤為壯觀骚秦,恒星會(huì)被撕開拉長(zhǎng),變成細(xì)長(zhǎng)的弧狀進(jìn)入黑洞璧微,同時(shí)伴隨著巨大的能量釋放和X射線作箍、伽馬射線的暴發(fā)。

黑洞安靜的時(shí)候是全然的安靜前硫,不會(huì)出現(xiàn)在任何望遠(yuǎn)鏡中胞得,只是以霍金輻射緩慢地蒸發(fā),由于質(zhì)量的減小屹电,最終以這種方式在宇宙中消失阶剑,而這過程十分緩慢,花費(fèi)的時(shí)間可能超過宇宙現(xiàn)在的年齡危号。

時(shí)空:

黑洞對(duì)時(shí)空的極度扭曲牧愁,會(huì)發(fā)生各種超乎想象的事情,時(shí)間與空間的穿越成為科幻小說關(guān)注的焦點(diǎn)外莲。

科學(xué)家經(jīng)常假設(shè)猪半,如果一個(gè)人掉入黑洞兔朦,他自己不會(huì)感覺到時(shí)間變慢,但是外面的人會(huì)看到一個(gè)背影好像停了下來磨确,停在那里可能數(shù)百萬年沽甥。

黑洞對(duì)空間的極度扭曲,改變了原本平直的空間結(jié)構(gòu)乏奥,空間中原本相隔遙遠(yuǎn)的兩個(gè)位置可能因此連接在一起摆舟,為超遠(yuǎn)距離空間旅行提供了可能性。

現(xiàn)在的物理理論大多在時(shí)空框架中才能成立邓了,而在黑洞內(nèi)部恨诱,時(shí)空以什么方式存在,甚至是否存在時(shí)空驶悟,我們都無法用物理理論去預(yù)測(cè)胡野。

跳出三界外,不在五行中痕鳍。黑洞就是這樣的存在硫豆,在黑洞的內(nèi)部時(shí)空框架失效 ,物理理論不再成立笼呆,黑洞內(nèi)部一個(gè)我們完全未知的世界熊响,這個(gè)世界以我們完全陌生的方式運(yùn)行。

總結(jié)一下:

作為時(shí)空中最極端的存在诗赌,在黑洞身上發(fā)生許多極端的事情汗茄;

黑洞固然強(qiáng)大,在黑洞背后有更強(qiáng)大的力量主導(dǎo)黑洞的運(yùn)行铭若,這股力量是時(shí)空框架洪碳,是時(shí)空下的規(guī)則;

在時(shí)空框架的規(guī)則之下叼屠,黑洞的一生的命運(yùn)瞳腌,似乎早已寫好,數(shù)億年的運(yùn)行都寫在數(shù)學(xué)公式里镜雨;

與生命相比嫂侍,黑洞的一生雖然漫長(zhǎng),行為卻十分單一荚坞,數(shù)十億年中機(jī)械地重復(fù)著同樣的事情挑宠,也正因?yàn)槿绱耍瑸樯恼Q生提供了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的外部環(huán)境颓影。

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