【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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胜利_km

胜利_km

听得睡不着觉。

开普勒22b上的外星人

开普勒22b上的外星人

宇宙膨胀速度超光速了呀

开普勒22b上的外星人

开普勒22b上的外星人

宇宙膨胀速度超光速了呀

诺贝尔谦虚奖

诺贝尔谦虚奖

黑洞理论上不是可以往外吐东西的吗?要不怎么探测呢?

严伯钧

严伯钧 回复 @诺贝尔谦虚奖

黑洞理论上只有霍金辐射,但是目前黑洞太远了,无法探测

落阶天色H

落阶天色H

我就问一下个问题,中医究竟是不是科学,我们应该怎么看待他。

严伯钧

严伯钧 回复 @落阶天色H

不是科学. 但不科学的东西未必不好用。

就是彦焱

就是彦焱

星际穿越的结果是不是否定了平行宇宙观

严伯钧

严伯钧 回复 @就是彦焱

没有否定,电影里说了有第五维度,第五维度就是可能性的维度,这就是平行宇宙

Fenrirr

Fenrirr

1 黑洞一直在往里吸东西 那么黑洞是个什么样子呢 是不是像个大磁铁 吸附着各种 2 为什么黑洞的时间比较慢呢

严伯钧

严伯钧 回复 @Fenrirr

黑洞里面什么样我们不清楚,因为无法获取信息

1856809bhkj

1856809bhkj

老师,那么黑洞内部是什么样的呢?那些被黑洞吸引的东西怎么样了呢?

严伯钧

严伯钧 回复 @1856809bhkj

内部结构不清楚,因为没有信息跑出来,但是可以猜想的是黑洞内部,我们物理定律可能都不管用。

1500662xogo

1500662xogo

严老师,星际穿越最后男主逃出了黑洞,什么原理?

严伯钧

严伯钧 回复 @1500662xogo

引力波

Hydra__

Hydra__

那必须是《星际穿越》啊,最好的关于黑洞和高纬空间的电影,没有之一!

j1maq103pae4rr4teuqb

j1maq103pae4rr4teuqb

黑洞不是一片漆黑啊 照片都出来了

严伯钧

严伯钧 回复 @j1maq103pae4rr4teuqb

黑洞是一片漆黑,你看到的照片发光的是黑洞周围,没有进入黑洞的部分

j1maq103pae4rr4teuqb

j1maq103pae4rr4teuqb

黑洞不是还有 霍金辐射

东东婉

东东婉

那么在黑洞中生活,理论上不会老???

严伯钧

严伯钧 回复 @东东婉

外界看你不会老,你自己看自己还是会老的,如果你能活下去的话。并且下一秒你可能就看到了宇宙的末日,因为外界的时间非常快,转瞬即逝。

听友184020096

听友184020096 回复 @东东婉

你会被黑洞强大的引力拉扯成分子

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vm81q75t3uzmlwdbz68r 回复 @东东婉

你会变成比原子的万亿分之一

1319965rjxz

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正儿八经的想了很久又搜了很久,结果发现自己看过的科幻电影里好像就这一个和黑洞有关的《星际穿越》,其他的应该是不敢提这个概念吧,毕竟硬科幻都怕自己碰到理解的不透彻的概念,那就玩火了。严老师今天提到了电影里黑洞扭曲时间的事,想问下严老师有兴趣讲讲时间这个概念么,像是《星际穿越》里最后关键桥段的时间纬度的展示,还有《降临》里通过学习外星语言学习到时间的真谛。

严伯钧

严伯钧 回复 @1319965rjxz

《降临》里面有一个可以参考的概念,叫最速降线问题,可以搜一下

1897535xdwx

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那星际穿越中的诺兰最后是怎么和他女儿联系的,那个的科学依据是什么呢

严伯钧

严伯钧 回复 @1897535xdwx

引力波,引力波可以逃出黑洞束缚

Hydra__

Hydra__ 回复 @1897535xdwx

啊?严老师,不是不能有信息逃脱黑洞吗?

严伯钧

严伯钧 回复 @1897535xdwx

电磁波不能逃出去,引力波原则上OK。

退役船员赵小凡

退役船员赵小凡

黑洞就是引力大到光都跑不出来的天体。好记,学习了。

1386919thuo

1386919thuo

严老师请问量子纠缠的本质是不是说明宇宙本身就是一个整体,所以纠缠的粒子才会瞬时反映,那既然粒子做出瞬时反应是因为我们的所谓观察,那作为整体的宇宙,我们又是宇宙的一部分,是什么给予了我们什么导致我们瞬时的观察呢?能不能从整体宇宙这个角度解释一下人类思维的问题,谢谢。

严伯钧

严伯钧 回复 @1386919thuo

这不是科学讨论的范畴了。这个问题需要进行深入的哲学探讨才行。

Hydra__

Hydra__ 回复 @1386919thuo

量子纠缠跟人观察是无关的。物理中的观察指的是相互发生作用,比如探测器探测到粒子的质量或者速度等等,并不是指人的眼睛观察,再一个量子纠缠是一对粒子的量子态的相互纠缠,比如一双分开的鞋你看到的是左鞋,没看到的肯定是右鞋。

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