(*CCTVB新聞講嘅,好似係。PS:黑洞當然唔係橙色啦! 光環中間暗咗嘅地方先係黑洞,幅圖啲顏色亦係為方便理解,人工加上去。 詳細可以睇番友page《小林斯洛過勞死物理學家的女僕龍》嘅講解[1])
最近最hit嘅物理學話題當然就係黑洞(black hole)啦!冇幾耐之前,事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope, EHT)團隊開記者會發表咗位於M87,又叫室女A星系中心超巨形黑洞(supermassive black hole)嘅成像相片,科學家終於第一次直接觀察到黑洞,「影到」佢嘅真身啦[2]!鑑於全球(包括極端功利主義、科學=晒銀時嘅香港)都講同關注哩個話題,等小弟都趁風講吓黑洞啦!不過唔同一般其他報導同近期嘅相關科普文,今次小弟想講吓乜嘢先係黑洞同釐清一般人對黑洞嘅常見誤解。
黑洞其實係一個「禿頭」嘅波
一聽到黑洞,乜嘢黑洞奇點(black hole singularity),唔知點解好多人腦海入面就會浮現好多FF,好似一入咗黑洞就可以脫離物理世界束縛,任意違反物理定律,甚至去咗第二個完全唔一樣嘅平行宇宙咁。
(Credits: cheezburger.com, https://cheezburger.com/6102351104/event-horizon)
事實物理學家口中所講嘅黑洞真係咁?當然唔係啦!首先,黑洞係3維,唔係一個2維嘅「窿」嚟。就好似《Interstellar》套電影模擬嘅黑洞咁,黑洞係一個3維嘅「窿」,一個黑色嘅球體。之所以睇嚟係黑色係因為黑洞嘅重力強大到會產生出(2維嘅球面)事件視界(event horizon),一條會將宇宙時空從此永遠分割開嚟嘅邊界,任何物質包括光在內一跌入哩個邊界都走唔甩。正確嚟講事件視界先係黑洞嘅本體,如果一個天體冇事件視界嘅話物理學上其實唔可以叫黑洞#。如果附近有物質/光(曾經有都得),咁喺黑洞事件視界外圍就會有光子球層(photon sphere)—即係光圍繞黑洞公轉,好似地球圍繞太陽公轉咁由光形成嘅球面層,同物質、氣體被黑洞吸食而發生劇烈碰撞、發生強光嘅吸積盤(accretion disk)出現。詳細有關M87黑洞幅成像相入面啲特徵嘅描述及背後形成原因可以睇下面《Veritasium》嘅短片(中文字幕):
https://youtu.be/zUyH3XhpLTo
#所以霍金晚年先會因為黑洞火牆(black hole firewall)爭論,改口話現實世界黑洞可能唔存在,只有擁有表觀視界(apparent horizon)嘅灰洞(grey hole)存在 [3, 4] | 212019/04/29, 9:13:35 晚上 |
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