物体 5个关于黑洞的问题,让你重新认识下它( 二 )



物体 5个关于黑洞的问题,让你重新认识下它
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对于天文学家来说,黑洞是一个非常有趣的研究课题,主要是因为在这一点上我们有更多的问题而不是答案!
你是对的:如果一个黑洞正在积极地“吸入”物质(我们称之为吸积),那么这个物质会将其整体质量/能量贡献给黑洞。爱因斯坦的一个更著名的方程式将质量和能量联系为E = mc ^ 2,其中E是能量,m是质量,c是光速(在这种情况下,它升高到第二次幂,或平方)。
这意味着质量和能量基本上是同一事物的两个方面,因此当黑洞聚集物质时,它也会吸收与此物质相关的大部分能量。实际上,一些能量可能会以光的形式逃逸,也许是作为一种喷射形式的相对论流出,你也可以在课堂上学到这些。但是对于实际上让它通过视界线进入黑洞的每一点物质,这个洞都会获得那么大的质量/能量。由于质量和能量之间的等价性,当黑洞吸收辐射时也会发生同样的事情。我们倾向于认为物质具有质量,而辐射具有能量,但对于黑洞来说,两者相同。因此,无论是物质还是辐射都会增加,黑洞将会有质量/能量的净增益,这可以被认为是奇点本身获得的质量/能量。
有趣的是,这种向外表现的方式是增加黑洞的有效尺寸,也称为视界线的半径。 所以基本上如果黑洞增加,它通常会变得更大,也更大。 我说“一般”是因为如果黑洞是在相反的方向上移动物质而不是黑洞旋转,那么情况就不一定如此,但是这可能会变得相当复杂,所以现在让我们假设我们在“顺行”而不是“逆行” 。简单地说,是的,因为黑洞增加了物质,黑洞确实获得质量/能量,因此它变得更大,并在时空结构中造成更大的引力下沉。
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你是对的,认为光和其他形式的物质和能量都不能逃过黑洞。 那么重力和引力波是如何工作的呢? 首先,让我们了解重力是什么。 重力是一个巨大的物体对周围环境的影响,它吸引其他物体。 重力通过引力波在宇宙中传播。 与光子类似,引力波都是能量,它们以光速传播。 引力波没有被黑洞捕获的原因是因为它们发射在外部而不是发射在黑洞内部。 如果我们能够看到引力波,它们看起来就像水被石头撞击后水面上的涟漪。 同样地,在这种情况下,涟漪是由石头引起的,它们不是从石头本身散发出来的,而是在水中形成并传播开来。
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现在,如果重力是一个巨大质量的物体对另一个巨大质量的物体的影响,对于全是能量没有质量的光子,黑洞的重力怎么能捕获光子呢?逃离黑洞的引力与速度有关,与质量的关系略小。当物体的速度不够高而无法逃脱的时候,物体会被黑洞困住。即使所讨论的物体没有质量,例如光子。因为距离黑洞一小段距离(称为视界线),即使光速也没有足够的速度逃脱,光子也被困住了。巨大的物体更容易被捕获,因为我们知道它一定比光速慢。而且你的体积越小,你被允许移动的速度越快,又会增加你逃逸的机会。只要确保你没有用光燃料。
---------感谢你对黑洞的兴趣------------
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