中子星引力也很大,黑洞吞噬中子星,是1口吃掉,还是撕碎吃掉
地球对月球的引力,太阳对于地球的引力,以及黑洞对于其他星体产生的引力的本质相同,都是由于质量对于空间的弯曲。
描述这种弯曲的是广义相对论。
真空是透明的,而且没有网格线坐标。真空的弯曲,只能通过物体在空间运行产生的效应来表现。
》光线在空中飞行,遇到弯曲的空间就会发生偏转。
所以,有些被遥远星系挡住的其他星体,在地球上仍然能被观察到。因为背后的星体发出的光线会绕行,在地球上就会观察到一个环状影像,这就是所谓的爱因斯坦环。
除了在黑洞附近,绝大部分情况下,引力产生的空间弯曲,只有在大尺度上才能表现出来。
假如这种空间的弯曲,在某一个局部的范围内是平坦的,我们就感觉不到。
就像地球是圆的,但是在一个局部范围内,我们感觉不到它是一个球。
》描述引力场在局部范围内的变化,有一个专门的名词叫做“梯度”。
梯度是零,或者接近零,就表示不变化。
可能很多人不知道以下这个事实:太阳作用在月球上的引力,比地球作用在月球上的引力还要大1.5倍。
相比较于太阳和地球的距离,及月球和地球的距离,太阳引力场在地月系统半径38万公里的范围施加了均匀的力,引力梯度几乎等于0,所以地月系统可以维持。
》引力梯度,可以很形象的形容为作用力的不均匀变化。
就像一块豆腐,我们把它平放在砧板上的时候,它会保持原来的形状,因为豆腐受到了均匀的支撑力。如果把豆腐放在一个高脚杯上,豆腐就会从中间裂开掉下去。
就是因为支持力的梯度变化,让豆腐解体。
洛希极限是一个天体引力造成卫星解体的范围,地球对于月球的洛希极限是9400公里。也就是说,月球距离地球9400公里的时候,就会解体。
但是人造卫星在这个范围内飞来飞去,从来没有见解体。为什么?
因为地球引力场的引力梯度在卫星大小的尺度是0。
黑洞的引力虽然强大,但是撕裂物体的是引力梯度,引力梯度就是空间的弯曲情况。
》如果黑洞非常小,接近黑洞时,空间就会弯曲的非常厉害。
这种弯曲可以把原子撕碎。
实际上接近黑洞的时候,仅仅用空间的弯曲还不能形容,空间不仅在弯曲而且在收缩。
物体接近黑洞,就好像把一大坨肉用力挤过一个开口很小的漏斗里的情形一样。
黑洞对物体施加的力,在水平方向上表现为挤压,在垂直方向上表现为拉伸。
》如果黑洞大,那么情况就完全不一样了。
准确的说,宇宙中的黑洞可能存在的形式有4种:第1种,不带电不旋转的黑洞;第2种,带电不旋转的黑洞;第3种,旋转不带电的黑洞;第4种,旋转又带电的黑洞。
宇宙中应该只有第4种黑洞是真实存在的,前三种黑洞都是理想化的。
为了简化计算,科普文章里面一般用第1种黑洞来计算黑洞的半径,被称为施瓦西半径。
假如一个黑洞高速的旋转,那么它的质量分布就会从一个点变成一个环,这就是所谓的奇环。
那么环中间肯定有一个洞了,这个洞就是虫洞。
所以虫洞和黑洞完全是同一种性质的,都是强大引力弯曲时空形成的。
但是科幻电影里面有可以穿越的虫洞,如果黑洞引力能够撕碎一切的话,那么虫洞当然就不可以穿越了。
虫洞之所以能够被穿越,就是因为只要虫洞大到一定的程度,宇宙飞船范围内的引力梯度就会为0,这个时候就可以穿越了。
》可供穿越的虫洞,它的直径是一光年。
此时,虫洞中心的引力梯度和地球表面的引力梯度类似。
同样,可供安全靠近的黑洞直径也是一光年。因为这个时候黑洞的视界表面的重力加速度也刚好和地球表面的重力加速度相等。
从外面掉进黑洞,在进入黑洞视界之前,到底发生什么,完全和黑洞的大小有关,黑洞越大越容易靠近。
在宇宙中,中子星是仅次于黑洞的致密天体。中子星表面的重力加速度超过地球表面的5,000亿倍,表面覆盖着一层比钢铁还要硬1亿倍的物质。
如果一颗中子星靠近小黑洞,引力梯度的变化,会把中子星撕碎,并爆发出巨大的能量,这些能量往往以伽马射线爆发的形式释放出来。有的时候,一次释放的能量相当于太阳一升释放的能量,而且时间只有几秒钟。
》靠近超大黑洞,会整体穿越黑洞的视界。
中子星接近黑洞视界的时候,速度会被加速到光速,黑洞外面的人会看到这样一幅场景:中子星好像永远地凝固在了视界表面,只是影像变得越来越暗淡。
至于黑洞视界里面是什么样?没有人知道。
曾经以为黑洞的世界里面是死寂一片,实际上根据霍金辐射显示黑洞内部是有温度的,所以里面是一个生机勃勃的世界。
黑洞的直径只要超过10万光年,平均密度就会小到几乎可以忽略不计。
所以也有科学家认为,每一个黑洞内部都包裹着一个宇宙。
还有人认为,我们的宇宙就是包裹在一个黑洞里面。