黑洞,一个极其神秘又可怕的存在。黑洞究竟是什么呢?它为什么能“吃”所有东西呢?其实,黑洞的形成类似于中子星的产生过程,读懂中子星,也就能读懂黑洞了。那么,什么是中子星呢?中子星,顾名思义,就是由中子组成的星球了。那么,什么又是中子呢?
首先,我们先来解释下分子吧。自然界中几乎所有东西都由分子构成。例如,你在看的手机屏,坐的椅子,吃的食物等等,它们都是由无数的分子组成的。甚至是新冠病毒,它也是由蛋白质分子和RNA构成的。在日常生活里面,往水里加调料,闻到食物的气味,晾晒的衣服变干等等,都是分子无规则运动的结果。而提供的能量(温度),使分子的无规则运动更加剧烈,让调料溶解得更快,让气味更浓烈,让衣服更快晒干。而且,分子与分子之间也是存在间隙的。这些都是初中知识啦。
而分子,则是由原子构成的(原子是什么,感兴趣的可自行搜索),而原子则是由原子核和电子构成。中子则是和质子一起构成了原子核。简单来说,中子是组成分子的一部分,但极少数的分子不含中子。可别小瞧了中子,中子和核裂变(核电反应站、原子弹爆炸),核聚变(氢弹爆炸,太阳内部反应)有着密不可分的关系。上述的不过是一些“小儿科”,如果你能看懂,那么下面的关于中子和黑洞的介绍,你应该也能有所收获。
实验证明,中子的质量为 1.6749286 ×10^-27千克,它的半径约为0.8×10^-15m。(因为头条原因,无法使用右上角小上标数字)这是个什么概念呢?我们所用的手机,大家应该都特别在意它是几纳米处理器吧?但纳米在中子面前,也不过是“小儿科”。1纳米=10^-9 m,但中子半径约为0.8×10^−15 m,是纳米的百万分之一。下面我们结合生活来举例说明中子的微小与可怕:
为什么水还能被压缩呢?它不是满的吗?就是因为(水)分子与(水)分子之间是存在间距的。水分子的大小约为0.4纳米,而水分子与水分子之间有0.276纳米。它们之间靠氢键链接。这也是为什么鱼儿在水中也能呼吸的原因。这个用水举的例子,不过是假设而已,现实是不可能的了,因为恒星内部进行的是核聚变反应:
关于太阳内部的核聚变反应,其实这个反应是附带着许多其他反应的。当这个反应完后,剩下的氦原子也会参与反应。以此类推,按照元素周期表的顺序,直到这个元素全部变成“铁”。当它变成“铁球”的时候,因为铁相当稳定,聚变就停止了。而恒星此时仍有以亿为单位的温度(余热),它会慢慢冷却,从白矮星变成黑矮星。到那个时候,如果地球没被越来越大的太阳“吃掉”,那么它也会因为没有能量来源,变成像《流浪地球》中的那个漫天飞雪,一片黑暗的星球。
地球上的万有引力定律为F=G。是在1867年牛顿提出的,就是那个被苹果砸的牛顿。我们所受的地球的引力,和地球本身的质量及我们的重力有关。在解释万有引力定律前,我们再来科普一下球的体积公式:V=πr³。球是什么?就是球形状的物体啦,比如说篮球,足球,挡车的球形的石墩等等。前面的π是一个固定的值,我们不必理会,主要是后面的r³,它太可怕了。这个立方数r³和指数一样,也是爆炸式的增长(但是它比不上指数)。
目前,已知太阳的直径为1.392×10^6公里,而目前已知的宇宙的最大的黑洞的直径为4×10^11公里,它的直径(半径),不过是太阳的300000倍,但它的质量是太阳的660亿倍。也就是说,需要660亿个太阳才能结合形成它。而如果它吃掉太阳,它的半径也不过只有几纳米的改变。你应该能理解,为什么黑洞能把所有东西吃掉了吧?因为它的质量实在是太大太大了,只要进入一定范围,那么其他物体所受的拉力就是无穷大的,物体根本没有力量与之抗衡,就像是《流浪地球》里面,地球被木星“拉”过去相撞一样。当这个星体质量大到能变成黑洞时,连光也会被吞噬。
头条上是这么解释黑洞的:
现在,你也应该能理解,为什么太阳能存活几十亿年了吧?它确实是在损失质量,但对于如此巨大的球来说,这点质量是微不足道的。但终有一天,在几十亿年后,它就会反应完了。到那个时候,因为反应停止,恒星不再产生能量了,但它本身仍具有几十亿度的温度。它因为半身的超大质量,仍对外界不断产生吸引力,但内部没有能量,去与这股吸引力抗衡,导致恒星的外壳因为没有支撑的力量,外壳也会被“吸进去”,进而导致它的坍塌,全部物质都会被吸到中心点去。当核心收缩到一定程度后,黑洞就诞生了。
其实,我也和大家一样,对什么外星人啊,什么穿越时空啊,也有过这样的想象,我也看过很多这样的“未解之谜”。近日,就有机器从火星拍到的一道门的照片。
那么,到底存不存在外星人呢?个人认为,应该是有的,很多小说,视频,游戏都有对外星球的想象。其实地球在宇宙中,就如同我们每个人在地球上一样,是极其普通而平凡的存在,那么就应该有比地球更大,更适合产生生命的星球。也许那个星球上的生物比我们人类聪明的多呢,也许别的星球上已经到了“公元”几个亿年的时间了,也许别的星球上此时正发生着像我们古代那样的“三国”那样的战争……没有我们不能想象的。
说不定也许此刻,也有无数星球上的“人”也在想象,是否也有其他星球的人呢?他们也有他们的语言,也有他们的特点,也有他们的思考。现在的头条,几乎每天热榜都有与俄乌战争有关的新闻。还好这只是大国与小国之间的战争。但大国与大国之间的战争,就是像爱因斯坦所说的那样,一旦使用核武器,对地球的伤害是毁灭的,到那时万物都不复存在了。而星球与星球之间,都保持着如此遥不可及的距离,而宇宙定下了这条“死规则”,没有生物能轻易跨出自己的星球,使这场“星际大战”不可能发动。也许,在宇宙深处里也有许多像古神话里的“神”,维持宇宙的秩序,但却没有任何生物能看得到他们。这些都是我们可以像小说,电影那般去想象的。
其实,早在北宋苏轼,就写下了“渺沧海之一粟,天地曾不能以一瞬”的诗句。人类在地球上,是那么的渺小,生命是那么地短暂。又谈何星球,宇宙呢?生老病死应该是每个人都要经历的吧。人死后,不论是入土还是火化,都是要回归“大自然”的。既然如此,为何不能好好和大自然相处呢?
事实上,美国在1976年就向外太空发射了旅行者号探测器,现在的探测器已经飞出太阳系了,但也因为距离过于遥远,它也不再接受太阳的能量,而再也无法和人类联系上了,尽管它携带了地球的文明。我还是再来科普一下球的表面积公式S=4πR²吧。大家应该知道,球的每个截面都是圆形吧。说到圆形,大家应该也用过胶带吧?胶带的越外层,它的长度就越长。而球也可以看做无数个圆组成的。地球向外发射探测器,我们也可以把地球看做一个球心,探测器是一个巨大的球面上的一个点。随着距离的不断增大,这个“球”也就越大,球的表面积也就越大,“点”也就越多,而探测器要落到有“生命”的点(有文明的星球)上,这个概率,应该只有中彩票的几十亿分之一了。
以上的设想,推算,都是根据一些现有知识,结合生活所总结归纳的。因为闻道有先后,术业有专攻,隔行如隔山。对于那些专业术语,我也看不懂,很难去理解,我也是以一个普通人的思想,在摸爬中写的这篇文章。我只是一个普通的天文爱好者,每次看着那些流星,看着那些星系的照片,我也有很多自己的思想和感触。
但正如我所说的那样,我们在有生之年,是看不到这方面有什么进步的了,但人类一直在努力着。我很庆幸我生在这个时代,不像古人那般,以为天上是《西游记》中的那般,有那么多的神仙。或许几千年后的人们再看今天的我们,也和我们看古人的眼光那般呢。
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