史蒂芬·霍金|只差两年,诺贝尔物理奖就是霍金霍大爷的?
研究黑洞的罗杰·彭罗斯获奖了 , 得奖原因是 “for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity" (发现黑洞的形成是对广义相对论的有力预测) , 这不由得让大家想起研究黑洞的鼻祖霍金霍大爷 , 可以说大部分朋友的黑洞知识都来自霍大爷的科普 , 所以很多朋友都在惋惜 , 要是霍大爷在世 , 他能获得诺贝尔物理奖吗?
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黑洞的前世今生
虽然霍金几乎就是黑洞的代名词 , 但黑洞却不是他捣鼓出来的 , 而是神一般存在的爱因斯坦 , 他在2015年底发布的引力场公式中就包含了这一推论!而大佬史瓦西则通过他神奇的脑袋在一站战场就推导出了黑洞形成的条件 , 史称史瓦西度规!
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不要看这个名字高大上 , 看了让人眼晕 , 但其实抛去时空这些不管的话 , 牛顿力学也能简单理解一下!当年牛爵爷的万有引力出来之后 , 他就想着怎么飞出地球了 , 所以捣鼓了一个第一宇宙速度出来!
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大意就是像地球那么大那么重的天体 , 会有一个环绕地球的速度让它永远掉不下来 , 就是这个环绕地球的离心力和引力相等时 , 按地球来说就是7.9千米/秒!那么当地球的质量不变 , 直径缩小到光速环绕才能不掉下来的程度 , 此时的标准就是史瓦西度规 。
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因为物质只有热运动保持热压力才能不继续坍缩 , 但光速是物质运动的上限 , 所以没有东西再能阻止其坍缩 , 因此到此时地球就不可避免的坍缩成黑洞了 , 那么这个缩小的尺寸是多大呢?大约是9毫米!
第一个黑洞
黑洞的理论预测后一直就成了天文学家追捧的热点 , 但从理论上来分析 , 黑洞连光都套不出来 , 怎么发现它?好在这个家伙引力极大 , 胃口极好 , 啥都吃!所以这种难看的吃相在宇宙中就比较容易被发现了 , 天鹅座X-1就是第一个被发现的黑洞 。
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天鹅座X-1:甚大天线阵的观测揭示了天鹅座A星系中心超大质量黑洞周围圆环中存在的气体
它在1964年一次X射线探测的火箭弹道飞行时被发现的 , 也是现在地球上观测到最强大的X射线源之一 , 距离地球大约6070光年 , 根据其对伴星(一颗超巨星变星)的扰动 , 天文学家估计这个X射线源质量达到了太阳的14.8倍 , 而其根本就看不见 , 而且还有伴有强烈的X射线辐射!
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因此黑洞就成了唯一的解释 , 按史瓦西度规计算 , 它的事件视界半径大约为26千米!从天鹅座X-1被发现后 , 越来越多的疑似天体被发现 , 到后来发现我们银河系中心也存在一个超大质量的黑洞 , 据估计达到了太阳质量的400万倍 。
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