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再聊黑洞

(2023-12-21 03:47:00) 下一个

中午跟同事吃饭。听他们聊上星期四公司的Feier提到不少人名字,貌似还挺混乱。我因为现在每星期可以两天在家上班,所以是第一次有机会跟大家说起这些。

没话找话追着问,怎么了?

老同事看着我笑,你又走早了吧,没好好帮忙看着咱同事。

原来,有几个最后到12点多的时候醉得不行了跟别人发生争执,其中包括我老板。

刚开始吃饭的时候他是坐我对面的。大家都傻乐傻吃互相几乎勾肩搭背开玩笑,我没太跟他多说话。记得他只是拿了一杯酒也没见怎么喝,也没去拿吃的,也没说话的意思——我难道上赶着。

他前一段拿到一个很高的位子,过完年就要换到别的公司,这算是最后一次跟大家一起。如果说没点特别的感觉,我都不信。

还不就是这样。分别,对留下的不过是一阵短暂热闹后的烟花散去,吹扫干净即可新日如旧时,而离开的那个,注定走的牵牵袢袢,不回头不对,回,更错。

总是一条新路,迎头当然先RISKO撞过来,高或低就,说说而已,能有多少差别?尚无定数的前路知己,总敌不过轻松在手的旧日好时光——更何况不那么美的斑斑点点早被时空擦掉。

在银河系的中央,当然有很多很多星体运动。中文形容量大不也说,多如繁星?它们初看好像完全无序,实际上呢?Aber natürlich NICHT,每一个星体都有自己的Keplerbahn。

Keplerbahn是经典天体力学中对两个天体运动方程求解得到的轨道模型,描述是两个质点在相互引力(gravity)作用下重心的移动轨迹。不同初始条件下求解得到的轨道包括圆,椭圆,抛物线和双曲线等各种形状的曲线。

星体在各个轨道运行最大的差别是,速度不同。

想象一下,如果你选定的那个点,通过计算得到它是有2,8百万太阳质量。那(能)是什么?当然是黑洞。

黑洞的形成,现在比较被接受的一个理论是,当白矮星周围有星体围绕它运动,星体在运动中可能把白矮星的一部分质量拖到自己身上,同时这些质量带非常大的能量(光)也会被带走,如果被拖走的质量又没有被拖动,落回白矮星自己身上,如同点点火星落干柴,可能会引发大的爆炸一样的火苗,形成黑洞。

由于黑洞是很大的白矮星形成的,所以推测银河系中有成千上万的黑洞应该不太错。

我们银河系中心的那个黑洞,叫Sagittarius A-Star。因为他的存在,我们的银河系才稳定(当然其他的GALAXY也同理)。

2011年有一个好玩的天文现象被观测到。

一个命名为为G2的星云慢慢向银河系中央的黑洞移动,相关领域专业人士激动不已,等着看它是不是会慢慢被黑洞吞掉。

没有。

它绕啊绕的,到2014年,2018年。。。真是beautiful啊。

你知道(盼望)它不会发生,然后真的没有发生。

我知道那个感觉。当年等实验结果,看着那条曲线一个点一个点慢慢长慢慢长,按照你想要的方向,那种期待和意会,非亲历不可得。

时空黑洞这一类话题,我有时候爱多聊两句,因为多少接触过一点点相关领域,那些生命里用过的力气,读过的书,走过的路,经历过的人,是真正的determination,关于今天的自己。

原因呢,有differential force在前面拖着,只是把object拉开一点,是不会陷(流,吸?不知道怎么形容这里)进黑洞里去的。NASA公布了一个模拟的录像。

那我们人类呢?会不会有一天被黑洞吸进去?

到目前的结论是,不会。因为我们离最近的黑洞也太远了,属于不可能达到的距离,这里用UNLIMITED说都不算太错。估计是625,000光年。

假设人可以以光年的1/10速度飞,你可以算算,要多少年。

其实这里紧跟着的是另外一个假设,如果人(能)以光速飞呢?比如你有一个同年同月同日生的同胞兄弟,你是光速去了又回,用掉25年,那留在地球上的你弟弟眼里的时间,是几千年出去了。

真正的天上一日世上千年。所以科幻小说,也不完全是瞎猜的。

不错,判断黑洞的存在,是靠算的。观测黑洞呢?主要有两个方法,一个是找Quasar(quasi-stellar),用天文学术语解释,它们是超级亮的有很活跃的galactic nucleus(理解成你肉眼看得见的星也没错)。黑洞引起巨大的引力使Photon都会掉进去,那些越聚越多的光子会形成Quasar。也就是说,你找到了Quasar的位置,也就是找到了黑洞的位置。

这里很有哲学的味道啊。黑洞是看不见的完全black,但是寻找它,只要找银河系/宇宙中最亮的那些点就好。

还有一类黑洞,没有光子,那就用gravity做线索。如果一个区域有超级大的gravity,也是黑洞存在的证明。

眼见为实?可以的。比如红巨星被黑洞吞掉的过程。

(Red Supergiant Fails to Explode as Supernova, Collapses into Black Hole)

按照爱因斯坦的广义相对论,在靠近黑洞的区域会发生时空的弯曲——这个很恐怖?很不好理解?

完全没有。

NASA2018年11月3号官方公布了一张照片,是Hubble Telescope在寻找新星的过程中捕捉到的,原文标题是,Hubble Finds Smiling Face in a Hunt for Newborn Stars。

面孔中的两点是不同的galaxy,中间最亮的galaxy被发现有超级大引力。距离它很远的星发出来的光除了被黑洞吞掉的部分,留下的,形成了嘴巴和头的轮廓,也就是那个弯曲(光的弯曲,看到了?)。

再简单用图解释一下。

最右侧是会发光的星体。左侧是人眼,中间是黑洞。

人(我们)当然认为光是直线,也就是在我们的认知里已经把发光的星体位置从它实际的位置移到了右侧虚线指的位置——而实际上,我们看见的光,已经是因为黑洞作用被弯曲的了。

(好像已经很长了先到这里)

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阅读 ()评论 (5)
评论
luren_1970 回复 悄悄话 donau 发表评论于 2023-12-21 10:28:16
回复 'luren_1970' 的评论 : 多谢补充。
你说的SUPERNOVA恰恰是黑洞形成公认的的一个解释。

SUPERNOVA有不少种类,TYPE I是没有氢吸收光谱的。这里说的TYPE IA是绝对不可能形成黑洞的,因为整个白矮星被炸得粉身碎骨,成了一片铁离子云。
donau 回复 悄悄话 回复 'luren_1970' 的评论 : 多谢补充。
你说的SUPERNOVA恰恰是黑洞形成公认的的一个解释。
shaoning 回复 悄悄话 我一个文科生居然看完了。有一点不明白,人光速飞行25年回到地上,地上的人不也是过25年吗?怎么会是几千年的?好像听说过人光速运动就不会变老。如果地球上有个光速旋转的载体,人在里面正常生活,是不是就长生不老了呢?
luren_1970 回复 悄悄话 纠正一点,白矮星的质量不可能超过太阳的1.4倍,因为白矮星是依靠电子的简并压来维持的。如果有物质持续落在白矮星上,那么超过一定值(太阳质量的1.38到1.4倍),简并压将不能维持白矮星的稳定。这个时候会发生RUNAWAY NUCLEAR REACTION,整个星体会被炸得粉碎,形成TYPE 1A SUPERNOVA。 具体情形天文界有详细研究和计算机模型,以及实际观测结果。黑洞是不可能通过白矮星形成的。极大质量恒星有可能直接通过TYPE ii SUPERNOVA塌缩成黑洞,但是中间不经过白矮星这个中间体。
voiceofme 回复 悄悄话 不知道用经典牛顿力学就能算出黑洞的存在,还以为需要老爱的广义相对论。不是说老爱预测了黑洞的存在吗? 怎么不是牛顿或加利约
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