意大利麵條化

意大利麵條化

物體接近黑洞的時候會被拉長變形,所以這種現象專業術語稱為意大利麵條化。

被黑洞的潮汐力撕裂,這個過程被稱為意大利麵化(spaghettification)--指在強引力場中物體因潮汐力作用產生的拉伸形變。 最終到達引力場無窮大的奇點。

如今發現了引力波的存在,人們經常問的問題有,科幻片中黑洞的樣子究竟是不是真的,蟲洞到底存不存在,等等。

黑洞的準確定義是,全部質量集中在一個在極小的空間範圍內(即奇點)。黑洞的巨大質量產生了極大的引力,從而“摧毀”了所有附近的物體。

簡單來說,如果和黑洞靠的太近,就會被拉長,就像意大利麵一樣。之所以會產生這種效應,是因為身體各處存在引力梯度,即受到的引力大小有差別。

由於離黑洞更近,受到的引力將比頭部受到的引力要大。由於胳膊並非位於身體中心,它們被拉長的方向會與頭部的朝向稍有不同。因此,身體的邊緣部位會被拉進身體裡。最後的結果是,身體不僅被拉長了,而且中間還會變細。因此,還沒等身體(或其它物體,如地球)抵達黑洞中心,它們就早早地變成了一根“意大利麵條”。

基本介紹

  • 中文名:意大利麵條化
  • 外文名:Spaghetti spaghettification
  • 別名:黑洞麵條化
  • 分類:黑洞
發現歷史,科學意義,

發現歷史

有趣的是,黑洞並不一定真的是黑色的。在一些遙遠星系的中心,存在著一種名為“類星體”的天體。它們的能量由黑洞供給,極其明亮,釋放出的輻射量輕輕鬆鬆就能超過寄主星系其它部分所釋放的總和。當黑洞吞噬新物質的時候,就會放出這樣的輻射。
  這裡要申明的是,這些物質此時仍然處於事件邊界之外,所以我們能看到它們。等落入事件邊界之後,它們就消失得無影無蹤了,即使是光線也無法從中逃脫。
  當物質在黑洞周圍堆積起來之後,它們就會發光。在觀察類星體時,看到的就是它們發出的光線。但對於任何圍繞黑洞旋轉、或位於黑洞附近的東西來說,這都是一個棘手的問題,因為這些堆積物的溫度非常高。拉成意大利麵的形狀,被這些高能量輻射給烤焦。
  在克里斯托弗·諾蘭(Christopher Nolan)的《星際穿越》中,有一顆行星圍繞著黑洞旋轉,這是一種十分誘人的構想。生命要想存活下來,必須存在能量源或者溫度差。而黑洞正可以扮演能量源的角色。
  與地球從太陽那裡獲得的能量相比,這樣的星球接受到的能量可能會很少。並且,這些星球上的環境一定也十分怪異。為此,《星際穿越》在拍攝過程中,還專門諮詢了專業人士,確保影片中黑洞外觀的準確度。
  這些因素並不會徹底排除生命存在的可能性,但生命要想在這樣的環境中生存下來實屬不易,存活的形式更是叫人難以預料。
  毛毛球”理論
  一篇發表的論文中指出,如果你站在黑洞的表面,就會創造出一個你自己的複製品。這一理論是美國俄亥俄州立大學的薩米爾·瑪瑟博士(Samir Mathur)提出的。
  這個奇怪的理論名叫“毛毛球”理論。該理論認為,黑洞的邊界並不會摧毀它接觸到的一切東西,而是遠比我們想像的要溫和的多。並且,如果地球被黑洞吞噬的話,我們甚至都不會注意到這一點。
  該假說與當下的主流理論背道而馳。主流理論認為,黑洞邊上有一道“火牆”,會摧毀自己碰到的任何東西。但瑪瑟博士認為,碰到黑洞邊緣的物質並不會被摧毀,而是會變成自身略有瑕疵的複製品,和以前一樣繼續存在下去。
  “他們認為黑洞並不是殺人兇手,而是一種類似複印機的東西。”帕姆·戈德(Pam Gorder)指出。瑪瑟於2003年首次提出“毛毛球理論”,認為黑洞的表面雖然清晰,但同時也“毛茸茸的”。他當時表示,物質並不會真的掉入黑洞內部,而是會落在黑洞表面。
  這一說法為宇宙全息論提供了支持。全息宇宙理論認為,就像信用卡上鑲嵌的安全晶片一樣,在另一個我們看不見的維度中,也許還存在另一個二維平面。這個平面上包含了所有用來描述這個三維物體的信息——在宇宙全息論中,該物體指的也就是宇宙。
  從根本上來說,該理論認為,在宇宙的“平面版本”的某個區域中,可能藏有用來描述這個三維物體信息的一切數據。
  超大質量黑洞是指星系中央密度極高的區域,質量可以高達太陽的數十億倍。它們的引力極大,能夠將周圍的一切塵埃和氣體掃除一空。科學家認為,星系中的恆星正是在它們巨大的引力作用下旋轉的。 
  天文學家認為,它們也許是由一團巨大的氣體雲形成的。這些氣體雲的體積比太陽大10萬倍,坍縮之後便形成了黑洞。這些黑洞“種子”隨後逐漸合併在一起,形成更大的超大質量黑洞。
  除此之外,超大質量黑洞也可能是由巨大的恆星演變過來的。這些恆星的質量約為太陽的100倍,在燃料耗盡、坍縮之後,最終形成了黑洞。

科學意義

認識黑洞這些理論上的星體和自然現象,為特殊物理天體學奠定了良好的基礎。(2020-12-05 Adam)

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