三分钟搞懂黑洞是什么？

　　欢迎所有的天体爱好者来到这个不归之地：一个引力强到连光都无法逃脱的区域黑洞。在这里感到迷茫是正常的，哪怕是爱因斯坦：即使他的广义相对论使这样的地方成为可能，他最初也认为这个概念太奇怪以至于黑洞是不存在的。
　　不过不要害怕，我们的大脑花了数百万年才到达这里，它已经准备好凝视黑暗了。今天小编将为大家揭开黑洞的奥秘。
　　什么是黑洞？
　　JaniceMan
　　这个问题一直困扰着许多天文学家。大多数天体爱好者相信爱因斯坦的相对论对它的解释：黑洞是一个时空区域，这里的引力非常强大，以至于任何东西，哪怕是光，都无法逃离它。
　　黑洞的分类
　　JaniceMan
　　根据质量和大小，黑洞被分为四类：
　　1）恒星黑洞
　　当一颗质量为5到10倍太阳的恒星由于自身引力而坍塌时，恒星黑洞就形成了。这是银河系中数量最多的一种黑洞。在银河系中可能存在几十个恒星黑洞。
　　2）中等黑洞
　　中等黑洞的质量是太阳的102到105倍
　　在我们的星系和其他星系中已经发现了几个中等黑洞。
　　3）超大质量黑洞
　　这是迄今为止发现的最大的黑洞类型。它们主要出现在巨大星系的中心。这些黑洞的质量是太阳的几十万倍到十亿倍。下面这张超大质量黑洞来自梅西耶87星系。
　　4）微型黑洞
　　也被称为微黑洞，是一种假设的微小黑洞，量子力学效应在其中起着重要作用。这个假说是由史蒂芬霍金在1971年提出的。进一步的研究表明，一个微型黑洞的能量可能低至Tev（十亿电子伏特）数量级，这在大型强子对撞机中是可实现的。
　　黑洞辐射
　　JaniceMan
　　事实上，黑洞根本就不是黑色的。它因热辐射而发光。热量的稳定释放导致黑洞失去质量，最终在壮观的爆炸中消失。一颗恒星消失在黑洞里，然后黑洞本身也消失了。
　　黑洞是饥饿的野兽
　　JaniceMan
　　根据哲学家们的说法，黑洞会吞噬一切距离太近、速度太慢或体积太小而无法抵抗其引力的物体。每一颗行星、恒星、每一股气体都无法逃离黑洞的吞噬。
　　黑洞不是永恒的
　　JaniceMan
　　量子效应表明，随着黑洞辐射泄漏到宇宙中，黑洞最终会消散。一个黑洞完全消失需要的时间比宇宙的年龄还要大还多倍。和爱因斯坦一样，霍金最初并不相信自己的理论，但这就是事实。
　　黑洞遍布宇宙每个角落
　　GrainRain
　　虽然没有黑洞离地球近到足以将地球拖入末日，但宇宙中有太多黑洞，我们无法计算它们的数量。几乎每一个星系我们自己的银河系，以及从地球上可见的大约1000亿个其他星系都显示出其中心存在超大质量黑洞的迹象。星系越大，其中心黑洞的质量就越大。
　　如何死在黑洞中
　　JaniceMan
　　如果掉进黑洞，别想着活命的事了，我们来聊聊你是怎么死的吧。
　　引力会把你撕成碎片，把你压进黑洞的核心吗？还是能量防火墙会将你遗忘？你的某些本质会从黑洞中浮现出来吗？
　　如何死在黑洞里是物理学中最大的争论之一。
　　根据爱因斯坦1915年发表的《广义相对论》中的数学理论，你会毫发无损地坠入视界，然后重力会把你拉进一个节点，最终把你塞进一个奇点黑洞密度较大的核心。但是Polchinski和他的团队将爱因斯坦的观点与量子理论对立起来。量子理论认为，视界是一个炽热的能量球，会把你的身体烧成碎片。这一理论被称为防火墙悖论。是由DonaldMarolf、AhmedAlmheiri、JamesSully和JosephPolchinski等一批理论家在2021年3月提出的。
　　然而，防火墙的存在将违反相对论的原则，该原则规定了黑洞的存在，因此对这一问题的讨论似乎陷入了瓶颈。
　　黑洞是恒星的墓碑
　　JaniceMan
　　1967年7月2日，一个卫星网络记录了一次来自外太空的伽马射线爆炸，这是黑洞存在的最早迹象之一。科学家们相信伽马射线爆发是一个垂死的恒星最后的呼吸，标志着一个恒星质量的黑洞的诞生。
　　当一个大质量恒星耗尽燃料时，这种戏剧性的转变就开始了。
　　恒星开始坍缩，恒星的外层向太空喷射，但内部发生内爆，密度越来越大，恒星的核心会屈服于自身的引力而坍缩，在极端情况下形成黑洞。
　　从理论上讲，把任何质量压缩到一定的空间，它都可能变成黑洞。把地球变成黑洞需要把它压缩到一个乒乓球大小。
　　黑洞可以吞噬210亿个太阳
　　JaniceMan
　　2011年3月28日，天文学家探测到一个来自40亿光年之外的星系中心的长伽马射线暴。
　　这是人类第一次可能观察到一个休眠黑洞吞噬一颗恒星。无论黑洞吃什么一颗恒星、一头驴和一部手机对黑洞来说都是一样的。物理学家JohnArchibaldWheeler曾经说过：黑洞是没有毛发的。这意味着黑洞只记得它晚餐的质量、自旋量和电荷量。黑洞吃得越多，它就越长。
　　2011年，科学家们发现了迄今为止最大的黑洞之一，距离地球超过3亿光年。它的重量足以吞噬210亿个太阳。我们想知道这个黑洞是两个黑洞合并的结果，还是它吞噬了很多的结果。科学家们认为，黑洞仅仅通过吞噬宇宙中的物质而变得如此巨大是不可能的，因为宇宙的年龄还不够大，所以黑洞不可能通过吞噬其他黑洞而变得非常非常大。
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　　JaniceMan