【抢鲜听】一句话记住黑洞到底是个啥

IT科技2019-05-29 20:02:02 5.3万
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精华笔记 

今天我要给你讲一个非常酷炫的概念,黑洞。


很多科幻电影里面都有提到过黑洞的概念,前几年非常火的科幻电影——诺兰的《星际穿越》,里面就讲到了大量关于黑洞的知识,最后男主也是为了救别人主动牺牲自己,跳进黑洞,从而意外地拯救了全世界。


但是你千万不要觉得这是一个非常高深晦涩难懂的概念。黑洞,我用一句话给你概括就是:一个引力大到光都没有办法从上面逃出来的天体。


如何理解黑洞的这一句话定义,这个故事要从我们的物理学家的祖师爷开始说起,祖师爷就是著名的牛顿,他曾经问过这样的一个问题,非常有趣,就是说你在生活当中肯定有这样的经验,从地上捡一块石子然后把它扔出去,根据经验一定是你用的力气越大,或者说石子从你手中飞出去的速度越快,它就可以落在越远的地方。牛顿的问题是:如果我扔这个石子,它的速度达到一定的大小之后,就比方说这个速度极大,石子可以被扔到多远?会不会这个石头它的速度大到一定的程度它就不会掉下来,它可以绕着地球飞一圈,回过来又砸到你自己的后脑勺?或者速度再大一点,会不会它就直接飞出地球飞到太空中去了?这个问题的答案是肯定的,火箭的发明本身就是这个问题的答案。


火箭本质就是一块速度非常大的被扔出去的石头,我们在电影里或者说在科普栏目当中都看到火箭飞到宇宙当中,第一级运载火箭脱落,第二级运载火箭脱落,本质都是在给它加速,让它获得一个非常大的速度。最后被送到太空中的人造卫星,是不用继续加速也可以绕着地球转的,这不就达到了牛顿问的那个问题,一直悬在空中转,但是不掉落地球吗?所以说只要一个物体它的运动速度足够大,在物理上说他如果达到了这个星球的逃逸速度,就是逃出这个星球的速度,它就不会再落到这个星球上,而是要么绕着这个星球转,要么就直接飞到太空中去了,再也不回来了。


现在牛顿的问题解决了,另外一位祖师爷爱因斯坦大神又要登场了!根据爱因斯坦的相对论,它有一个非常重要的结论,就是说宇宙当中最快的速度就是光速!我们知道光的速度大概是30万公里每秒,就是说光可以一秒钟绕地球七圈半。好,光的速度是全宇宙最快的速度,没有任何东西,运动的速度可以超过光速。


再来看看我们刚才关于逃逸速度的这个概念,一个星球,当一个物体的运动速度超过这个星球的逃逸速度的话,它就会飞到太空中去,它本质上其实是在克服星球的引力。


地球的引力放在全宇宙范围来看,你甚至不用放在全宇宙,你放在全太阳系的范围来看,它都属于是比较小的。我可以先告诉你一个数字,当你运动速度超过11.2公里每秒的时候,差不多就可以从地球上逃出去了,但是你如果想从木星上逃离,你需要多大的速度?这个速度差不多是59.5公里每秒。


现在假设我有一个引力特别大的天体,大到什么程度,大到这个星球的逃逸速度比光速还要大。那么理论上就没有任何东西可以从这个天体上逃脱了,这个时候这个天体就变成了一个黑洞。


为什么叫黑洞,这并不是因为它的颜色是黑的,而是连光都没有办法从天体上逃脱,就更加没有办法照射到你的眼睛里,当你的眼睛里没有任何光进来的时候,对你来说就是一片漆黑,所以看上去就是黑色的。


所以说黑洞它的性质是只往里面吞东西,从来不往外吐东西,给人的感觉就是一个深不见底的无底洞,因此它的名字叫做黑洞。


如果以后人类的科技发达了,在星际航行当中它将是一个非常可怕的存在,为什么?因为你根本没有办法发现它。它不会发出任何信号,所有信号都没有办法从这个黑洞里面逃脱被你接收到。这个是非常可怕的,更加可怕的是你如果不小心被黑洞吸进去了,你根本就没有办法向外界求救,为什么?因为你向外界求救的信号总的来说都是电磁波,那么电磁波是以光速运动的,它也无法逃脱黑洞的吸引,根本就没有办法被发射出去,被你的同伴接收到,所以说黑洞它是一个非常危险的存在!


当然了除了非常危险之外,黑洞还有非常多的神奇的性质,比方说在电影《星际穿越》,男主和女主降落到一个离黑洞比较近的行星上去考察上面是不是适合人类生存,然后他们留了一个科学家在空间站当中接应他们。虽然他们只下到这个星球三个小时,回来之后发现已经过了20年,也就是说黑洞的强大的引力可以使时间流逝的速度变慢。关于黑洞还有哪些非常神奇的性质,我会在今后的节目当中给你详细作答,这一集你只要记住黑洞的一句话定义,它是一个引力大到光都没有办法从上面逃出来的天体。


好,那么在最后我来给你留一道思考题:在你之前看过的科幻电影当中,有没有哪部电影是关于黑洞的?哪一部给你的印象最深,为什么?

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听友206578777

听友206578777

一场科学界的大骗局!

听友145178296

听友145178296

光到底是什么呢

严伯钧

严伯钧 回复 @听友145178296

宏观理解就是电磁波,微观上可以认为是一种不与希格斯场发生作用的粒子,所以是光速。

守望糖果

守望糖果

严老师好,有些东西想不通,黑洞都被描述成一个体积无限小,密度无限大的点,既然都是无限大或者小这个概念,那为什么还有大黑洞和小黑洞的区别呢?是不是说明两个不同黑洞中的奇点之间其实还是有物理层面上的区别?还有黑洞如果只是一个无限小的点,如果它是一个旋转的黑洞,那么它从母恒星那里继承下来的角动量会不会使它的转速超过光速?还有就是,夸克禁闭现象跟黑洞的事件视界有没有联系?。。。我会不会一下子问的太多了啊

严伯钧

严伯钧 回复 @守望糖果

不是的,是说密度无限大,因为在黑洞里,已经不知道是什么力支撑它的大小,但是黑洞的大小,只的是视界线的大小。夸克禁闭目前没有往黑洞方向讨论的理论

守望糖果

守望糖果 回复 @守望糖果

谢谢严老师。

MustangV8

MustangV8

电影《黑洞表面》

MustangV8

MustangV8

@霍金辐射

1860915vefr

1860915vefr

主播好!在我们的世界里,我觉得还可以给“思维”这东东定个速度,如个成立就没有黑洞的存在了

严伯钧

严伯钧 回复 @1860915vefr

不好意思很晚才看到你的留言,思维和意识目前还不知道归不归物理学管,希望将来可以研究明白意识是啥。

Jamie廖

Jamie廖

我想问一下为什么光速是最快的呢?

严伯钧

严伯钧 回复 @Jamie廖

这个问题目前的科学可能没法回答,只能说狭义相对论要成立,就没有任何物体的速度可以超光速,并且狭义相对论目前看来是正确的。

严伯钧

严伯钧 回复 @Jamie廖

比如相对论横空出世的时候牛顿理论也崩溃了,但该用的时候还是照样用。目前这些理论不能说错,只能说不完备。发现超光速之后一定会有相应的理论与之匹配,天塌不下来。

Jamie廖

Jamie廖 回复 @Jamie廖

我现在在想如果发现有物质的速度比光更快现代所有物理学基本上都会崩溃,到时候该怎么办

Master灬枫

Master灬枫

人肉眼能看见某样事物,完全靠光的折射,反射和直视,然而黑洞本身,并不能发光,还要吸收所有进入其引力范围内的光,所以,黑洞应该是无色透明的,但是肉眼看过去能感觉到空间不平整,因为你能看见其周围的东西,唯独看不见它,所以它在人眼里应该是个扭曲的透明圆形。

严伯钧

严伯钧 回复 @Master灬枫

透明不太可能吧,因为它后面的光射不过来啊,不过周围有些光线确实被弯曲了。

Master灬枫

Master灬枫

黑洞难道不应该是个透明的吗?

HPITT

HPITT

现在的科技都能拍到黑洞的照片,未来人类可以星际旅行的时候还不能探索到黑洞吗?万一真被黑洞吸进去了,黑洞的巨大引力,还不把人给吸成肉酱啊,还发信号😂

严伯钧

严伯钧 回复 @HPITT

都是理论推测的可能性,有可能就会产生很多有趣的应用。PS:我要是能跳进黑洞里,死也无憾了。

听友65492985

听友65492985

黑洞就是电脑桌面上的垃圾桶。而其他的所有物质概括光都只是一段程序而已。我们的宇宙就是别人的虚拟游戏世界。

丧钟为誰而鸣

丧钟为誰而鸣

如果宇宙的结局是熵, 那黑洞会怎么样呢?

严伯钧

严伯钧 回复 @丧钟为誰而鸣

有一个说法是如果黑洞吸入太多物质会爆掉变成白洞;而如果黑洞一直没有东西吸入,根据霍金辐射理论,黑洞自身的能量会逐耗散掉,视界线会变小,最后就没了。

严伯钧

严伯钧 回复 @丧钟为誰而鸣

多读多说吧,学校里的课程多选一些你擅长的,对语言要求不太大的,好拿分。

丧钟为誰而鸣

丧钟为誰而鸣 回复 @丧钟为誰而鸣

老师我还有个个人的问题,我现在在美国总感觉英语压力山大 你是怎么学习英语的呢?

粘牙的糖

粘牙的糖

不不不黑洞视界外面是有光围绕转的所有是看的见的。

严伯钧

严伯钧 回复 @粘牙的糖

所以观察黑洞和给黑洞拍照都是拍那个光圈

粘牙的糖

粘牙的糖 回复 @粘牙的糖

对就是这个理儿

天生一兑

天生一兑

严老师您好 自由落体运动与万有引力定律矛盾吗?

Gummybears

Gummybears

声音怎么这么小

海豚_wl8

海豚_wl8

喜欢听严老师讲课,是最纯粹的实证科学知识学问。 希望在逻辑性很强的知识难点的地方,稍微放慢速度,(其实,整个讲课都可以稍降速度,以利于听众跟上、理解、甚至记住)。 另外,在介绍难点时候,就把它原地讲透最好; 不要急速转到比喻的例子去,有时候例子可能没有降低难度,反而搅乱了。 避免一些据说是国人传统思维的习惯——不探究无穷追问,而是打比方举例子以为就能搞懂。 谢谢!

海豚_wl8

海豚_wl8

请问严老师,既然黑洞是一个物理的实体,那么它的体积怎样,三维的边界可以测得吗? 它由哪些物质构成? 希望老师把明显的大家易提出的问题,也提出来,告知现在研究进度和仍然未知云云。 使大家听完不再产生基础的重复的疑问。 谢谢!

Meidea

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