​黑洞究竟是什么颜色 ?

黑洞究竟是什么颜色 ?

一、黑色。

黑洞是一种密度无限大,体积无限小,曲率无限大的天体,其特殊的性质决定了我们根本无法看见黑洞,但它为什么又是黑色的呢?

原来黑洞中心的这个密度曲率无限大的奇点并不是裸露的,在奇点之外,根据黑洞质量的大小,有一个半径不等的事件视界,任何物质和辐射落入视界,包括光子,都难以再逃脱,在引力作用下一去不复返,因而这个视界便成为黑洞内外的分界面。一个理想的不旋转的黑洞,其视界半径为它的史瓦西半径,可由史瓦西半径方程严格算出。

黑洞视界把宇宙分成了两个不同的时空,视界外是可观测可探知的物质和能量世界,视界內可能是我们永远也无法探知的区域。这关键就在于我们能探知的区域都是具有电磁辐射的,也就是说是由可见光、无线电、微波、红外、紫外以及各种高能电磁辐射构成的,而那些没有电磁辐射或者电磁辐射不能泄露的区域,我们便无能为力了。比如暗物质、暗能量,没有电磁辐射,我们就无法用常规办法探测,只能根据引力产生的现象来研究;黑洞视界內则属于电磁辐射无法逃逸的区域,包括光子都无法逃出,因而我们也是无法探知的。

由此我们就知道,因为任何物质和辐射都无法逃出黑洞视界(黑洞的霍金辐射只是理论上的,而且很微弱,迄今我们依然没有探测到),所以黑洞视界看起来就像热力学上完全不反射光线的黑体,因而是最纯粹的黑色。

二、亮色。

有这么一个说法,叫做黑洞无毛。意思就是,黑洞除了质量,角动量和电荷之外,再也没有其他特征。任何一个物体,只要它被压缩成黑洞,除了上述特征之外,物体的所有信息都会丢失。从这个意义上说,黑洞是没有颜色的。

当然,如果你真的能够亲眼观察到黑洞,却会看到,大多数黑洞都非常明亮,甚至有一些黑洞属于宇宙中最明亮的那部分天体,比如类星体。普通类星体的亮度比整个星系的亮度都要大。超新星在类星体的面前就像一根火柴在一堆篝火面前一样。为什么会这样呢?这是因为黑洞有着强大的引力,黑洞附近的所有物质都会被吸进去。但是这些物质不会直接落入黑洞,而是围着黑洞旋转,形成一个吸积盘。

由于黑洞引力非常强大,吸积盘里面的物质会被加速到惊人的程度,产生强大的非热辐射。这个过程的能量转化率非常惊人。我们都知道,核聚变可以把0.7%的物质转化为能量,氢弹的强大威力正是由此而来。然而黑洞吸积的过程中,会把10%的物质转化为能量,远比恒星核聚变的能量转化率高的多。可以说,只要有充足的食物,黑洞很有可能成为宇宙中最明亮的天体之一。

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