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天文学家的迷惑行为,研究黑洞,有啥用?

2021-12-24 14:12| 发布者: imufu| 查看: 97570| 评论: 0

摘要: 学以致用,是中国传统。如果一样东西不解决实际问题,就是没用;没用的东西,在中国是绝没有市场的。国内有很多天文学家在从事黑洞研究,这个恐怖的吃货有啥用、能解决什么实际问题吗?当然了,尽管今天的国人仍然有 ...
学以致用,是中国传统。如果一样东西不解决实际问题,就是没用;没用的东西,在中国是绝没有市场的。国内有很多天文学家在从事黑洞研究,这个恐怖的吃货有啥用、能解决什么实际问题吗?



当然了,尽管今天的国人仍然有实用主义倾向,但历史的经验告诉我们,落后就要挨打,所以我们现在深知科学技术就是生产力这个硬道理,紧紧地拥抱科学。可是黑洞这个东西,一般人还真的很难看出有啥使用价值。



首先,黑洞并非是一种被天文观测直接发现的天体。它是爱因斯坦的广义相对论所预言的一种天体。其引力极大,视界内的逃逸速度大于光速。故而,"黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体"。

黑洞不是我们生活中理解的洞,它是宇宙中一个特殊的时空区域。在这个区域里,有一个逃逸速度为光速的界面——视界。视界的意思跟地平线类似,我们的目光(探测)只能到达视界之外,视界是我们视线的尽头。



其次,黑洞诞生的时候伴随着巨大的能量释放。当一颗巨大的恒星(超过3倍太阳质量)寿命终结时,会产生超新星爆发,黑洞就是在这个时候形成的 。一旦塌缩开始,就没有任何力量可以阻止这颗恒星在引力的影响下持续塌缩,最终形成致密的黑洞。

天文学家们通过观测发现:大质量恒星在自己的末日——变成红超巨星后,也有可能直接变成黑洞;黑洞也可以与另一个中子星撞击产生新的黑洞。



第三、黑洞无法被直接探测,但有办法找到。发现黑洞真的很难,黑洞距离地球都很远,连光都吞,是不可能被直接看到的,目前天文学界主要是采用三种方法:1)一黑一亮的双星系统、2)星系中心的超级黑洞、3)淘汰法。

1970年,人类首次确定了黑洞的存在。美国的人造卫星在天鹅座附近发现,一个比太阳庞大30倍的星球正被某个看不见的中心牵着走。这是黑洞第一次将面目展示在人类面前。

2019年4月10日,天文学家们公布了一张耗时两年,动用了全球8个毫米/亚毫米波射电望远镜组成的“事件视界望远镜”所拍摄的代号为M87星系当中的黑洞照片,该黑洞距离地球5300万光年,质量相当于65亿颗太阳。



第四、黑洞是打开宇宙大门的钥匙。广义相对论和量子力学是现代物理学的基石,描述了可观宇宙的物理法则,而量子力学则描述了微观世界的物理规律。爱因斯坦很早就发现了这两种理论之间的矛盾,试图找出调和它们的办法,但直到今天科学家们也没能完成这个目标。

而深入研究黑洞,就能帮助科学家们揭开有关物质、能量、时间、空间,甚至是宇宙开始和结束的所有重要秘密。换句话说,黑洞就是打开宇宙大门的那把钥匙。



第五、黑洞可以用来发电。已故英国物理学家霍金通过理论研究发现,黑洞也能蒸发(霍金辐射),恰如其他普通的黑体一样,其拥有的温度和其表面引力大小成正比,即和它的质量大小成反比。这为人类开发利用黑洞提供了理论基础。

霍金的黑洞辐射理论告诉我们,宇宙中存在的大型黑洞温度非常低,但如果是很小的黑洞则可以产生剧烈的蒸发现象,利用小型黑洞的蒸发作用,可以获得取之不尽用之不竭的能源。假若有一天能发现和一座山大小差不多的超级微型黑洞,那么这个黑洞放射出的能量足够给整个地球提供电能。



结语,可以造福人类的黑洞正在到来的路上。2005年3月18日报道,美国布朗大学物理教授‘霍拉蒂·纳斯塔西’通过实验在地球上制造出了第一个人造黑洞。正如霍金所预言的那样,这个黑洞是一个明亮的火球。

实用性这么强的科学发现当然不能少了中国科学家的参与。2009年10月,中国南京市东南大学的科学家崔铁军和程强建造了一个微波频率的“人造黑洞”。这个黑洞能吸收可见光并转换成热辐射。这个装置完全可以改造成一个高效率的太阳能电池。

看完这篇文章,您还认为研究黑洞是无用的吗?


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