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再聊黑洞

(2023-12-21 03:47:00) 下一個

中午跟同事吃飯。聽他們聊上星期四公司的Feier提到不少人名字,貌似還挺混亂。我因為現在每星期可以兩天在家上班,所以是第一次有機會跟大家說起這些。

沒話找話追著問,怎麽了?

老同事看著我笑,你又走早了吧,沒好好幫忙看著咱同事。

原來,有幾個最後到12點多的時候醉得不行了跟別人發生爭執,其中包括我老板。

剛開始吃飯的時候他是坐我對麵的。大家都傻樂傻吃互相幾乎勾肩搭背開玩笑,我沒太跟他多說話。記得他隻是拿了一杯酒也沒見怎麽喝,也沒去拿吃的,也沒說話的意思——我難道上趕著。

他前一段拿到一個很高的位子,過完年就要換到別的公司,這算是最後一次跟大家一起。如果說沒點特別的感覺,我都不信。

還不就是這樣。分別,對留下的不過是一陣短暫熱鬧後的煙花散去,吹掃幹淨即可新日如舊時,而離開的那個,注定走的牽牽袢袢,不回頭不對,回,更錯。

總是一條新路,迎頭當然先RISKO撞過來,高或低就,說說而已,能有多少差別?尚無定數的前路知己,總敵不過輕鬆在手的舊日好時光——更何況不那麽美的斑斑點點早被時空擦掉。

在銀河係的中央,當然有很多很多星體運動。中文形容量大不也說,多如繁星?它們初看好像完全無序,實際上呢?Aber natürlich NICHT,每一個星體都有自己的Keplerbahn。

Keplerbahn是經典天體力學中對兩個天體運動方程求解得到的軌道模型,描述是兩個質點在相互引力(gravity)作用下重心的移動軌跡。不同初始條件下求解得到的軌道包括圓,橢圓,拋物線和雙曲線等各種形狀的曲線。

星體在各個軌道運行最大的差別是,速度不同。

想象一下,如果你選定的那個點,通過計算得到它是有2,8百萬太陽質量。那(能)是什麽?當然是黑洞。

黑洞的形成,現在比較被接受的一個理論是,當白矮星周圍有星體圍繞它運動,星體在運動中可能把白矮星的一部分質量拖到自己身上,同時這些質量帶非常大的能量(光)也會被帶走,如果被拖走的質量又沒有被拖動,落回白矮星自己身上,如同點點火星落幹柴,可能會引發大的爆炸一樣的火苗,形成黑洞。

由於黑洞是很大的白矮星形成的,所以推測銀河係中有成千上萬的黑洞應該不太錯。

我們銀河係中心的那個黑洞,叫Sagittarius A-Star。因為他的存在,我們的銀河係才穩定(當然其他的GALAXY也同理)。

2011年有一個好玩的天文現象被觀測到。

一個命名為為G2的星雲慢慢向銀河係中央的黑洞移動,相關領域專業人士激動不已,等著看它是不是會慢慢被黑洞吞掉。

沒有。

它繞啊繞的,到2014年,2018年。。。真是beautiful啊。

你知道(盼望)它不會發生,然後真的沒有發生。

我知道那個感覺。當年等實驗結果,看著那條曲線一個點一個點慢慢長慢慢長,按照你想要的方向,那種期待和意會,非親曆不可得。

時空黑洞這一類話題,我有時候愛多聊兩句,因為多少接觸過一點點相關領域,那些生命裏用過的力氣,讀過的書,走過的路,經曆過的人,是真正的determination,關於今天的自己。

原因呢,有differential force在前麵拖著,隻是把object拉開一點,是不會陷(流,吸?不知道怎麽形容這裏)進黑洞裏去的。NASA公布了一個模擬的錄像。

那我們人類呢?會不會有一天被黑洞吸進去?

到目前的結論是,不會。因為我們離最近的黑洞也太遠了,屬於不可能達到的距離,這裏用UNLIMITED說都不算太錯。估計是625,000光年。

假設人可以以光年的1/10速度飛,你可以算算,要多少年。

其實這裏緊跟著的是另外一個假設,如果人(能)以光速飛呢?比如你有一個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裏的時間,是幾千年出去了。

真正的天上一日世上千年。所以科幻小說,也不完全是瞎猜的。

不錯,判斷黑洞的存在,是靠算的。觀測黑洞呢?主要有兩個方法,一個是找Quasar(quasi-stellar),用天文學術語解釋,它們是超級亮的有很活躍的galactic nucleus(理解成你肉眼看得見的星也沒錯)。黑洞引起巨大的引力使Photon都會掉進去,那些越聚越多的光子會形成Quasar。也就是說,你找到了Quasar的位置,也就是找到了黑洞的位置。

這裏很有哲學的味道啊。黑洞是看不見的完全black,但是尋找它,隻要找銀河係/宇宙中最亮的那些點就好。

還有一類黑洞,沒有光子,那就用gravity做線索。如果一個區域有超級大的gravity,也是黑洞存在的證明。

眼見為實?可以的。比如紅巨星被黑洞吞掉的過程。

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

按照愛因斯坦的廣義相對論,在靠近黑洞的區域會發生時空的彎曲——這個很恐怖?很不好理解?

完全沒有。

NASA2018年11月3號官方公布了一張照片,是Hubble Telescope在尋找新星的過程中捕捉到的,原文標題是,Hubble Finds Smiling Face in a Hunt for Newborn Stars。

麵孔中的兩點是不同的galaxy,中間最亮的galaxy被發現有超級大引力。距離它很遠的星發出來的光除了被黑洞吞掉的部分,留下的,形成了嘴巴和頭的輪廓,也就是那個彎曲(光的彎曲,看到了?)。

再簡單用圖解釋一下。

最右側是會發光的星體。左側是人眼,中間是黑洞。

人(我們)當然認為光是直線,也就是在我們的認知裏已經把發光的星體位置從它實際的位置移到了右側虛線指的位置——而實際上,我們看見的光,已經是因為黑洞作用被彎曲的了。

(好像已經很長了先到這裏)

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閱讀 ()評論 (5)
評論
luren_1970 回複 悄悄話 donau 發表評論於 2023-12-21 10:28:16
回複 'luren_1970' 的評論 : 多謝補充。
你說的SUPERNOVA恰恰是黑洞形成公認的的一個解釋。

SUPERNOVA有不少種類,TYPE I是沒有氫吸收光譜的。這裏說的TYPE IA是絕對不可能形成黑洞的,因為整個白矮星被炸得粉身碎骨,成了一片鐵離子雲。
donau 回複 悄悄話 回複 'luren_1970' 的評論 : 多謝補充。
你說的SUPERNOVA恰恰是黑洞形成公認的的一個解釋。
shaoning 回複 悄悄話 我一個文科生居然看完了。有一點不明白,人光速飛行25年回到地上,地上的人不也是過25年嗎?怎麽會是幾千年的?好像聽說過人光速運動就不會變老。如果地球上有個光速旋轉的載體,人在裏麵正常生活,是不是就長生不老了呢?
luren_1970 回複 悄悄話 糾正一點,白矮星的質量不可能超過太陽的1.4倍,因為白矮星是依靠電子的簡並壓來維持的。如果有物質持續落在白矮星上,那麽超過一定值(太陽質量的1.38到1.4倍),簡並壓將不能維持白矮星的穩定。這個時候會發生RUNAWAY NUCLEAR REACTION,整個星體會被炸得粉碎,形成TYPE 1A SUPERNOVA。 具體情形天文界有詳細研究和計算機模型,以及實際觀測結果。黑洞是不可能通過白矮星形成的。極大質量恒星有可能直接通過TYPE ii SUPERNOVA塌縮成黑洞,但是中間不經過白矮星這個中間體。
voiceofme 回複 悄悄話 不知道用經典牛頓力學就能算出黑洞的存在,還以為需要老愛的廣義相對論。不是說老愛預測了黑洞的存在嗎? 怎麽不是牛頓或加利約
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