用中学生能懂的语言讲黑洞背后的科学( 三 )

用中学生能懂的语言讲黑洞背后的科学

总而言之,天体的质量越大,引力就越大,周围的物质就越难逃出它的引力束缚,需要很快的速度才能够逃出去。而宇宙间最快的速度是在真空中的光或者电磁波传播的速度,约为30万公里每秒,也就是说每秒钟能够绕地球7.5圈,这是我们这个宇宙中传递物质或者信息的速度极限。

广义相对论预言能存在引力效果强大到连光速都逃不出的天体,附近的光会被它吞噬,所以上世纪60年代普林斯顿的理论物理学家John Wheeler给它们命名为“黑洞”。

黑洞长什么样?

黑洞的中间有一定的范围,这是连光都逃不出来的范围,我们把它叫做视界。在黑洞视界附近的其他物质也都被黑洞的引力吞噬,形成快速旋转的漩涡,被吸入黑洞,这部分叫做吸积盘。吸积盘由于释放引力能量和快速旋转摩擦以及磁能产生巨大的高温,释放出光和热,也就是电磁波。

由于万有引力的强度是随着距离的增加而快速减弱的,吸积盘外围的引力能够吞噬别的物体却无法阻挡电磁波的逃逸了。另外,由于吸积盘表面的磁场沿着黑洞自转轴的方向会发生扭曲,所以吸积盘会向外发射大量的高速粒子流,形成一种垂直于吸积盘方向的喷流。

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