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黑洞吸积盘的形状 黑洞吸积盘温度有多高

发布时间:2020-12-31 20:37:35来源:未知 标签:吸积效应 黑洞吸积盘打嗝 黑洞吸积盘温度有多高

为什么黑洞会有吸积盘而不是四面八方都吸进来物质,最后形成一个发光的球体呢?

黑洞有很多,但很难看见

宇宙中不只黑洞有吸积盘,其它许多的星体都存在吸积现象。打个比方,太阳系诞生之初就是因为星系尘埃的吸积作用才产生了今天太阳系内的所有星体,包括我们的地球。

黑洞在太空中有很多,不仅绝大多数星系的中心都存在一个或两个黑洞,在这些星系的其它地方也有许多因恒星死亡、超新星爆发而产生的大大小小的黑洞。根据激光干涉仪引力波观测台(LIGO)2016年以来探测到的多个引力波信号估计,仅银河系就有多达1亿个黑洞!

科学家们知道太空中有许多黑洞,也知道去哪儿找它们,但这么多年过去了,他们只在前两天才第一次拍下一张模模糊糊的照片。这究竟是为什么呢?

因为黑洞几乎都被吸积物质包裹起来,成为了一个个发光的球体。

(类星体ULAS J1120 0641想像图,距地球288亿光年,吸积盘中藏着一个20亿倍太阳质量的黑洞)

另一些有可能吞光了周围尘埃的黑洞,由于它周围空无一物,黑乎乎的它与周围的太空融为一体,就像是穿了件隐身衣,你很难发现它。

黑洞的强光来自吸积盘

大部分的黑洞都是以类星体的形态展现在宇宙中的。它们是一些极其明亮的活动星系核,核的内部藏着一个超大质量黑洞。由于黑洞强大的引力作用,星系中的气体及尘埃被它吸引,形成吸积盘。在靠近黑洞的地方,气体和尘埃因为剧烈的摩擦与碰撞,它们有高达10%-30%的物质被转化成了能量。要知道,恒星中的核聚变反应也只是燃烧了约0.7%的物质。

这就是大量类星体照亮整个宇宙的原因。

有如此明亮的外壳包围,我们要想隔着几千万光年剥开洋葱,找到里面黑暗的内核,其难度可想而知。

(大多数的黑洞看起来是这样的,没错,这是类星体,黑洞在中间,我们看不见)

吸积盘形成

如前文所述,吸积现象是天体物理学中极普遍的现象。与吸积盘相伴而生的是其轴向强大的射流,有些类星体的射流可以长达几千光年。类星体通过这种射流,在不损失太多质量的情况下保持角动量的平衡。

当星系内物质接近黑洞时,它会以一个螺旋状的轨迹向中心运动。大量粒子在湍流中相互摩擦、碰撞和反弹,摩擦产生热,从而辐射能量,减少粒子的角动量,使粒子向内漂移,驱动其向内螺旋前进。

随着粒子降落到更较低的轨道,其重力势能的一部分被转换,使粒子加速。粒子轨道越接近黑洞,它的速度就越来越大,同时越来越多的粒子因为摩擦产生热,从而将自己的能量通过X射线辐射出去。

(NASA核光谱望远镜阵列NuSTAR拍摄的Markarian 335超大质量黑洞吸积盘X射线光)

黑洞的吸积盘有多种形态,有的呈漏斗形,有的像一张薄薄的唱片,有的像一个面包圈,还有的简直就是一团乱麻。造成这一结果的因素很复杂,有的与黑洞本身的质量相关;有的与黑洞形成的年龄有关系;有的取决于黑洞周围气体分布、恒星的影响甚至附近有没有另一个黑洞在捣乱。

如果一个物体没有对准轨道,它的命运将会如何?

混乱的吸积盘

英国一组研究人员跟踪了一个距我们10亿光年编号PG211 143的超大型黑洞附近一颗地球大小的行星,因为这颗星球的轨道似乎出了什么问题,果然在一天后,这颗星球因为没对准黑洞的吸积盘,最终以光速1/3的高速度被黑洞吞没。

(一颗星球因轨道混乱而落入PG211 143黑洞)

事实上,绝大部分的黑洞都是通过不断吞噬周围的物质,甚至相互吞并来迅速增加质量的。在此过程中,黑洞周围的吸积盘会出现短期混乱,然后渐渐归于平静。而一旦被吞吃的是大质量恒星,很可能意味着吸积盘发生彻底的改变。

在最靠近黑洞的地方,吸积盘变得非常活跃,星尘粒子间剧烈摩擦,产生的高温等离子体流几乎将黑洞整个包裹起来。

(F01004-2237黑洞吞没恒星模拟图,能量释放发出的光芒照亮了整个星系)

总结:

尽管许多星空艺术家用计算机软件画出了无数黑洞吸积盘壮观优美的画面,但事实上黑洞的周边从来就不是个平静祥和的去处,这里有极高的温度、强大的磁场和肆虐的宇宙射线,还有时刻吞噬一切的黑暗地狱,一旦接近视界边界,任何物质都不可能逃脱。

再美丽的吸积盘,都只是一个陷阱。

(M77星系中心黑洞的吸积盘看起来就像是一个巨大的轮胎)

黑洞的吸积盘据说会围绕黑洞旋转,那吸积盘物质的速度最快会有多快?会超光速吗?

黑洞积吸盘物质的最快速度等于黑洞赤道处的自转速度。

黑洞球状的,为什么吸积盘是平面的而不是球状的?

太黑了,看不清

黑洞是什么形状的?是球形还是平面形的还是漩涡形的?

黑洞是宇宙中存在的一种特殊天体,是大质量恒星灭亡后的尸骸。

这种尸骸是天体食物链中的顶级吃货,通吃一切天体。

在黑洞极端引力范围,任何靠近它的天体都会被它拉扯撕碎,吃进它肚子里,落入那无底的深渊。

说黑洞无底,是因为所有的物质都掉落到一个没有体积的奇点中不见了,去了另外一个世界。

科学家们对这个奇点的描述是:体积无限小、曲率无限大、温度无限高、密度无限大。

什么是无限小?一个电子、一个中微子、一个光子也不是无限小。

量子力学认为,人类认识最小的极限是普朗克尺度,这个尺度为1.6x10^-35米,也就是1千亿亿亿亿分之一米。

电子尺度为10^-16m,普朗克尺度比电子小1千亿亿倍。

奇点当然比这个还要小,否则就不叫奇点了,也不是无限小了。

人类目前还没有发现普朗克尺度的物质,就更别说能够认识奇点了。

所以现代所有理论在奇点处失效。

因此奇点不是我们世界可以认识的,也不是我们世界的东西,而是超时空另外一个世界的东西。

现代量子力学认为进入黑洞视界内的各种物质都塌缩到了奇点,就是到了其他时空去了,所以黑洞是吃不饱的,因为它把物质都搬到我们无法认知的地方去了。

那么黑洞是什么形状的呢?

前面说了,黑洞实体是一个奇点,对于我们来说就是乌有。

但黑洞无毛理论认为,黑洞哪怕没有了物质的一切性状,但还有三个物理量留在我们的世界,这就是质量、角动量、电荷。

因此,这就是我们世界能够观测到黑洞的线索。

黑洞奇点无限曲率会在自己周围形成一个引力场,在这个引力场里一切物质都将被吞噬,连光线也不例外。

这个引力场呈现球形,与黑洞质量成正比。

这就是我们常说的黑洞史瓦西半径,计算史瓦西半径的公式为:

R=2GM/C²

式中,R为史瓦西半径(m),G为引力常量(6.67x10^-11N·m/kg),M为天体质量,C为光速。

宇宙最小的黑洞有太阳质量3倍多,史瓦西半径约为9000米;已知宇宙中最大黑洞有太阳质量的660亿倍,史瓦西半径约1980亿公里。

这个公式表明,当与质量成正比的一个临界点,光速都不能逃脱时,这就是一个黑洞。

因此,黑洞就是一个无法看到的黑咕隆咚的球。

这个球有角动量,其角动量是继承了原天体的角动量,根据角动量守恒定律,物体在一定角速度下,半径变得越小,旋转得就会越快。

就像花样滑冰运动员,当其甩开退旋转时是很慢的,但当她将身体收缩成最小半径时,就快速旋转起来。

因此黑洞的旋转速度是极快的,有的接近光速。

在黑洞附近的天体及星际物质,被黑洞强大引力所吸引,会在史瓦西半径周围形成吸积盘,高速的运行使吸积盘的物质激烈碰撞,迸发出高温高亮的可见光和强大的能量射线流,这样人们就能够观测到这个黑洞。

在史瓦西半径的边缘表面,会有一层吸积盘物质包裹,使人们可以看出黑洞的形状,这个像一层包膜样的可见部分,就叫黑洞事件视界,以这层膜为界,就是黑洞可以观测到和不能观测到的分界线。

旋转的角动量会把吸积盘甩成像一个草帽边,巨大而发亮。从这个角度看,黑洞就像两个合在一起极速旋转的草帽,或者一对合起来的民间乐器铜钹。

就是这样,感谢阅读,欢迎讨论。

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黑洞周围为什么会形成吸积盘?每个黑洞的吸积盘都一样吗?

谢邀请!

原创思想,黑洞周围为什么会形成吸积盘?我觉得黑洞是对时空运动中起着调节性作用的一个时间场的大引力场了。由于宇宙是没有中心的,而空间就只有质量性的中心了,而质量性作为个体性的天体,就是黑洞的引力性最大了,而黑洞由于引力性的作用,就会吸引着一整个星系团的各种天体而围绕着它运动的了,而围着黑洞旋转的天体,以及各种的物质,就会形成出一个旋涡形的所谓吸积盘的形象了。而黑洞因为它的引力性作用是扭曲着空间的,是会扭曲着属于电子磁场性的物质的,而会使到其周围的空间经过的光子,就会中断其弱弱的电子性质量而转化为其它的某种能量了。而黑洞作为是空间引力源旋转的天体,它的旋转性作用就是带动着其周围外的星系团作旋转性运动的,同时它向内吸入的物质,可能经过引力场的压缩后,就会改变了物质的某种电子性参数了,而转化为其它物质的另一参数了,而就可能会以另一种辐射的方式而跃迁到其它维的空间了,又或是维持着时空的运动性平衡,以及是质量性的平衡,而作出相应性的或是向外供给的又或是向外的吸入了。但至于是不是这样的认为,而就不知了,而只好瞎掰的回答到此为止了,以下就交给下面的砖家继续的讨论吧!

黑洞四周的吸积盘是球状的还是圆环状的?

感谢头条悟空问答的邀请!对于黑洞四周的吸积盘是球状的还是圆环状的呢之话题,我个人观点认为,黑洞不是一个文字意义上“洞”的概念,而是存在于宇宙之中自然天体的概念。为什么会这样说呢?

因为,从近日科学界所公布的黑洞照片来看,只是黑洞天体的横切面之表面视觉现象,是黑洞巨大天体极为微小的切面部分,而不是黑洞巨大天体的实质。照片中确实有黑洞四周红光环型的吸积盘现象存在,也许是将黑洞天体横切面直视想象的结果,从黑洞天体整体来看,是不会有所谓吸积盘和黑洞口现象的情况发生的。

原因是:黑洞天体是一种宇宙之网的天体现象,是处于宇宙无限空间之中,包裹着数之不尽的恒星系与恒星系边缘之间的空间地带,是宇宙数之不尽恒星系独立循环运动的缓冲带,是隔离每个恒星系之恒星的光和热都无法到达的空间地带,是宇宙暗物质和暗能量专属运行无尽的通道之网状的自然天体。

举个例子来说明,相信大家更会明白:用一个较大的呈圆形的塑料桶将其放满乒乓球,圆形塑料桶空间比作宇宙空间,而乒乓球比作存在于宇宙空间之中的恒星系,再把乒乓球与乒乓球之间接触点的距离想象地离开5毫米,这就是宇宙无限空间物质形成模型的一角,而每个乒乓球之外的空间地带,就是宇宙黑洞天体网状的模型。

从上述这个例子可以试想一下,黑洞天体是怎么样子的?!有吸积盘和黑洞口存在吗?!我相信大家已有正确的判断结果了……。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的有道理,希给个点赞并关注我,欢迎大家一起来讨论和学习。宇明于东莞市。#28注:原创作品,版权所有,抄袭必究。#29

黑洞是个球状体,为什么说它周围是吸积盘而不是“吸积球”?

宇宙中所有的天体都有一些共性,其中之一是角动量,换句话说就是天体都有自转,这个自转产生于早期的星云时期,来源于引力。

由自转产生的现象之一就是围绕在大天体周围的小天体,都会在其旋转轴的赤道附近运动。以太阳系为例,大部分的行星和小行星都在黄道面附近运动,只有个别的天体离开黄道面。这个现象,就是因为早期太阳系起源于同一原始星云,在原始星云的自转下,天体都形成与赤道附近,最终演化成现在的样子。

可以说,太阳附近的行星轨道就是一个吸积盘。

同理,黑洞虽然丧失了很多天体的物理特性,但是角动量还是保留下了。也就是说,黑洞同样有自转,同样有一个赤道面。因此,周围吸引来的物质肯定也是聚集在这个赤道面上,宏观看上去,就是我们观测到的吸积盘了。

当然,其他方向并非一点物质都没有,各个方向的引力是一样的,都可以被黑洞吸引过去。只是大部分的物质集中在吸积盘附近,造就了此现象。

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