1樓:匿名使用者
理論上黑洞的存在時間與質量成反比
質量越小的黑洞就會越快蒸發
關於黑洞蒸發
黑洞是宇宙中最奇特和神祕的天體,是超強引力源,時空的扭曲者,其超強引力使得連宇宙中跑的最快的光都會被它拉住,而逃不出它的"魔掌",它是在時間和空間中形成的"洞".它在不斷地吸積著周圍的物質,質量增加,它是空中的「強盜」,光子的「牢籠」。它貪得無厭,永不停息地吞噬著周圍的一切,這就是黑洞的經典圖象。
然而在2023年,史蒂芬.霍金髮現了黑洞的蒸發現象,從而改變了黑洞的經典圖象:黑洞已不是完全「黑」的,也不單純是個「洞」,它既可以通過吸積物質使質量增加,也可以向外發射物質,而使質量減小。
在量子力學裡,真空並不意味著沒有任何場,粒子或能量。量子真空是一種能量為最低的狀態,它只是被稱作「真空」而已,實際上能量為零的狀態是不存在的。
時間和能量的測不準原理解釋了為什麼真空不空。由於質量與能量的等價性,真空中的能量漲落就可以導致基本粒子的生成。2023年,保羅.
狄拉克發現,每一種基本粒子都有一種對應的反粒子,二者質量相同,其他性質呈「映象」對稱。兩者相遇,就會相互湮滅,將質量轉化為能量。因此,一個粒子和它的反粒子就表示相當於它的靜質量的兩倍的能量,反過來,一定的能量也可以被看作是一對正反粒子。
於是,由於能量漲落而躁動的量子真空就成了所謂「狄拉克海」,其中遍佈著自發出現而又很快湮沒的正反粒子對。在不存在任何力的量子真空裡,粒子對不斷地產生和消滅,所以平均而言,就沒有任何粒子或反粒子真正產生或是消滅。由於這些粒子瞬時存在而不能被直接觀測到,所以被稱為虛粒子(可以是虛光子,虛電子,虛質子等)。
其實虛粒子和實粒子並沒有本質的區別,只是虛粒子沒有足夠的能量,存在的時間極短。果它能從外界獲得能量,就可以存在足夠長的時間而升格為實粒子。設想,有一電場,作用在真空上。
當一對正負電子在正空中出現時,它們就會被電場沿相反的方向分離。如果電場足夠強,它們就會分離的足夠遠,以致於不能再相互碰撞和湮滅。這時的虛粒子就成為實粒子,這時的真空就被稱為是極化的。
但是,真空是不容易被極化的,需要有很高的能量密度才能使虛粒子對分離和實粒子出現。而產生極化所需的能量的形式並不重要,它們可以是電能,磁能,熱能,引力能等。
測不準原理告訴我們,真空中到處存在著虛粒子的海洋。這種緊張的量子行為的虛粒子海洋同樣也出現在黑洞事件視界周圍的空間區域。
由於所有形式的能量都等價於質量,所以我們當然會想到引力能也會被自發地轉變成粒子。霍金髮現,對於微黑洞來說,量子真空會被它周圍的強引力場所極化(這一點是至關重要的),在狄拉克海里,虛粒子對在不斷產生和消失,一個粒子和它的反粒子會分離一段很短的時間,於是就有四種可能性:兩個夥伴重新相遇,並相互湮滅(過程i);反粒子被黑洞捕獲,而正粒子在外部世界顯形(過程ii);正粒子**獲而反粒子逃出(過iii);雙雙落入黑洞(過程iv)。
霍金計算了這些過程發生的機率,結果發現過程ii最為常見。由於有傾向地捕獲反粒子,黑洞自發地損失了能量,也就是損失了質量。由於微黑洞的尺度與基本粒子相當,能量的「躍遷」可能足以使粒子運動一段大於視界半徑的距離,其結果就是粒子逃出,在外部觀測者看來,黑洞在蒸發,即發出粒子流。
其實粒子並沒有真的跳過視界「牆」,而是從一個由測不準原理短暫地打通的「遂道」穿過。這樣的過程反反覆覆在黑洞視界的周圍發生,從而,形成一股不斷的輻射流,黑洞發光了。
霍金的計算表明,黑洞的蒸發輻射具有黑體的所有特徵。它賦予了黑洞一個真實的,在整個視界上同一的,直接由視界處的引力場強度來決定的溫度。
對史瓦西黑洞來說,溫度與質量成反比。質量與太陽一樣的黑洞,其溫度是微不足道的,開氏(即絕對零度以上)十的負七次方度。不是零,但小的可憐;黑洞並不是完全的黑,但一點也不亮。
很遺憾,這樣低溫的輻射實在太微弱了,是不可能在實驗室中探測出來的。霍金的計算還有一個重要發現:黑洞的質量越小,溫度越高,輻射也越強。
顯然,蒸發只有對微型黑洞來說才有特別的影響,而微型黑洞的溫度是很高的。在黑洞中,質量越大的黑洞,溫度越低,蒸發的越慢;質量越小的黑洞,溫度越高,蒸發的也越快。對於微黑洞來說,溫度非常之高,可達千萬開甚至上億開,隨著蒸發的加劇,質量丟失的很快,溫度會迅猛地上升,隨著溫度上升的加快,質量丟失的就更厲害,這中過程會以瘋狂的形式演變,最終黑洞被摧毀,以猛烈的爆發而告終,所有粒子都得到了大赦(對巨型黑洞來說發射粒子的過程十分緩慢,相當於蒸發;而對微黑洞來說,發射粒子的過程十分迅猛,相當於爆發)。
對於星系中心的巨型黑洞來說,其蒸發的過程將遠遠超出宇宙的年齡,假定宇宙有足夠長的壽命,並且不回縮,那麼這類黑洞最終也還是要蒸發掉。不過這類黑洞目前還是吸積遠大於蒸發,以吸積為主。只有當宇宙後來的溫度降到比這類黑洞的溫度還低時,它們才開始以蒸發為主。
然而這個過程太慢長了,等到它們開始蒸發,也將遠遠超出宇宙的年齡,而它們要蒸發完畢,大約要十的九十九次方年!
黑洞蒸發的最後結果目前還不得而知。也許有人會認為視界消失後會留下一個裸露的中心奇點,但這是經典的看法,可能是錯誤的。如果它由輻射自己的質量而完全蒸發掉,應該說時空就會成為平直
2樓:天天_天還藍嘛
現代物理學無法在地球上製造出具有破壞性的黑洞
3樓:匿名使用者
人造黑洞毀滅地球的理論純粹是**和電影裡的虛構,真正的粒子碰撞製造出的人造黑洞不可能吞噬地球。
吉汀斯認為,今年夏天如果人類首次製造出人造黑洞,也不會產生什麼重大影響。吉汀斯和蒙加諾兩位教授在進行深入研究後得出結論:利用粒子碰撞產生的黑洞是無害的。
因為,所有的黑洞都要釋放出宇宙射線,小的黑洞所釋放的物質要遠遠多於其吸收的物質,因此,在它們吸收物質之前自己就早已瞬間蒸發了。事實上整個宇宙原本就是一個類似的粒子對撞機器,具有高能量的宇宙射線和粒子會經常碰撞在地球的大氣表層、太陽或者是其它的白矮星和中子星的表面,每時每刻都在發生著這樣的粒子碰撞。如果這些粒子碰撞會產生危險的話,天文學家很早就會發現這一現象並對其研究。
其實一直以來地球就沐浴在足夠可以形成黑洞的宇宙射線和粒子對撞之下,但地球一直也都沒有被摧毀。而且,幾乎所有粒子加速器生成的黑洞都必須達到足夠的速度才能逃脫地球的重力,即使一年生產出1000萬個黑洞,也大約只能捕捉到其中的10個,讓它們圍繞加速器中心運轉。而這些**捉到的黑洞又是如此的渺小,假設讓它穿過一塊相當於地球到月球距離厚度的鐵塊,它也不會撞倒任何東西。
它們吞噬一個質子也需要大約100小時的時間。一個這樣的黑洞吞噬100個質子大約需要花費一年的時間,因此,要吞噬1毫克地球物質就需要花費比宇宙年齡還要長的時間。
什麼是人造黑洞 人造黑洞會毀滅地球嗎
4樓:
強子對撞機能撞出黑洞,然後吞噬地球?看看下面的內容就知道啦!人造黑洞歐洲大型強子對撞機(largehadroncollider,簡稱lhc)被稱為世界規模最龐大的科學工程,它將利用高速粒子束相撞產生的巨大能量,重建「大**」發生後的宇宙形態。
然而歐洲和美國的反對人士分別向當地法院提出起訴,要求叫停或推遲這個專案,他們的理由是,lhc能產生危險的粒子或者微型黑洞,從而毀滅整個地球。根據勒斯勒爾教授的估計,lhc在試驗中相當有可能產生微型黑洞,它將以指數倍的速度膨脹,並由內向外地吞噬地球,最壞的情況下,地球將在4年內消失。但cern科學家今年早些時候曾釋出過一份lhc計劃的安全報告,並得到了外部專家評審團的認可。
該報告指出,對撞機中產生微型黑洞的理論可能性微乎其微。比lhc高得多的能量碰撞在自然界也頻繁發生,以接近光速而來的宇宙射線粒子經常在地球表面相撞,但地球也沒有被哪個貪婪的黑洞吞噬。 這些微型黑洞不僅僅是一些小黑洞,它們實際上只有亞原子大小,也就是跟電子或質子差不多大。
如果大型強子對撞機執行一百年,這些粒子產生的所有能量甚至還不能點亮一盞電燈。雖然大型強子對撞機產生的次原子粒子可達數萬億電子伏,但是大型強子對撞機產生微型黑洞的最大速率有可能是每秒一個,這麼小的速率根本不能對任何人造成可以感知到的危害。 這些微型黑洞很不穩定,它們很快就會垮塌。
事實上這些黑洞是朝著相反的方向發展,噴出放射物,所以最終會消失得無影無蹤,而不是不斷吞噬物質,變得越來越大,最後吃掉地球。 根據維爾納·海森貝格的「不確定原理」,任何事情都有些微發生的可能性,只不過發生這種情況的概率非常小,也許在宇宙的一生中都不會有這種事情發生。
人造黑洞真的實現了嗎???如果真的實現了,會不會導致地球甚至整個太陽系被吞噬???
5樓:
到目前為止人造黑洞還不能實現。黑洞存在強大的能量,人類還沒有這個能力,現在的文明還處在初級階段,大約1.8級左右,現在的人類還在想辦法走出太陽系,擺脫太陽引力的束縛,更別說創造出擁有更強大能量的黑洞了。
二是宇宙中分暗物質目前尚在理論階段,暗物質充斥著整個宇宙。所以人造黑洞暫時不能實現,等達到二級文明,人類能夠運用銀河系的能量,或許能夠實現人造黑洞。當某天人造黑洞真的實現了,若黑洞吸盤大於太陽系,則太陽系將吞噬,但到那時人類早已經可以來回穿梭於億萬星系間,或許早已經搬遷到另一個星系更宜居的星球了,所以不必擔心,相信並一如既往的支援科學就行。
6樓:放假的旅途者
只是微型黑洞罷了,小號的微型黑洞很常見的只是人眼看不到
人造黑洞會越來越多吞噬地球嗎
7樓:匿名使用者
地球上最可能出現黑洞的地方是粒子加速器 但是,要產生黑洞,粒子加速器的大小將超過太陽系……
什麼是人造黑洞,什麼是「數字黑洞」?
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