黑洞是如何起源的,霍金辐射是什么?对于黑洞,人们有什么预测?

导语:对于黑洞 , 人们总是有很多的问题 , 虽然人们在研究宇宙的时候对于黑洞总是有着很多的研究 , 但是却没有得到想要的答案 , 那么人们研究黑洞究竟得到了什么结论呢?黑洞的起源是怎样的?人们对于黑洞的起源有哪些猜测?
01人们对于黑洞的研究
因为时间与质量的立方成正比 , 如果黑洞的质量提高了10倍 , 蒸发时间就会提高1000倍;而当质量下降到1/1000时 , 蒸发时间就会提高1/1000 。 假定黑洞的质量很小 , 它能在短时间内完成蒸发 。 举例来说 , 一个黑洞的质量是2.2×10^5公斤 , 在1秒内就会蒸发掉!鲸的质量和蓝鲸差不多 , 但是直径只有6^-22米 , 大约是百万分之一!相比之下 , 同样太阳质量的黑洞直径为6公里(3.7英里) , 同样质量的黑洞直径为1.7厘米(0.7英寸) 。 由于超新星爆炸引起的黑洞爆炸 , 至少有几个黑洞 。 太阳系黑洞蒸发大约需要266年 。
为什么黑洞会蒸发?温度公式是这样的 , 因为它们有温度:所有热能都可以辐射 。 需要指出的是 , 质量越低 , 温度越高 , 太阳黑洞的温度只有60纳米(Kelvin单位温度的60%) , 没有达到绝对零度 , 但已经很低了 。 黑洞的温度相当于60奈米 , 向外发射无线电波 , 频率高达1800赫兹(远低于160公里) , 远低于调幅无线电波段 。
当前宇宙微波背景辐射温度为2.7K 。 黑洞质量也是2.7K/月 。 也就是说 , 如果任何黑洞超过月质量 , 因为它的温度低于宇宙微波背景温度 , 它将比宇宙微波背景辐射的光子获得更多的能量 。 然而 , 随着时间的推移 , 宇宙微波背景温度将继续降至绝对零 , 所以一切都会蒸发 。 这种能量释放效率非常高 , 在接近黑洞生命末期的最后0.1秒 , 达到了10^30^30 。 那只是一个小爆炸 , 实际上等于百万吨氢弹同时爆炸 。
02霍金辐射到底是什么
当发现黑洞时 , 大多数时候会发射更长波长的光子(换句话说 , 就是低频无线电波) 。 当黑洞的温度在不断升高(收缩过程度升高)的时候 , 黑洞就会开始释放出光子和中微子 。 一般情况下人们认为中微子的质量低于电子电压 。 当温度升至11600开尔文(电子伏)时 , 黑洞开始释放中微子 。 此时 , 黑洞将变白 , 如太阳 , 发出可见光谱的光子 。
当黑洞温度达到100亿K(1010K)时 , 黑洞同时辐射电子、阳电子和超高能量伽玛射线 。 此时 , 宇宙最后的爆炸年龄是40,000倍 , 黑洞的质量已降至5600万头蓝鲸 。 随着温度的升高 , 会有更多的颗粒和反颗粒被辐射出来 , 基本上 , 只要黑洞温度升高到能产生颗粒的程度 , 就会开始辐射颗粒 。 了解黑洞最后几毫秒甚至纳秒的细节取决于我们对量子引力的研究程度 。 很明显 , 我们没有适当的量子引力理论来计算和解释细节 。
03黑洞的起源
1、黑洞的形成
目前 , 我们还没有发现一个质量低于太阳的宇宙黑洞 。 相对较小的黑洞(局部黑洞)可能出现在大爆炸中 。 如果他们的质量范围得到适当控制 , 黑洞现在(138亿年后)就会爆炸 。 科学家试图找到他们的痕迹 , 但还没有找到 。
现在已知的宇宙中没有任何天体物理过程能产生低于太阳质量的黑洞 。 超级新星爆发的残余部分形成了小黑洞 , 但问题是 , 如果恒星较小 , 超级新星爆发后残留的残留物就会产生白矮星或中子星 。 大星的残留量可能比太阳的质量更重要 。
在此之前 , 有传言说LHC(LHC)可以制造小黑洞 。 遗憾的是 , 只有量子引力理论才能准确计算黑洞的大小 。 根据传统弦论 , 最小的黑洞质量约为普朗克(存在数个普朗克时数) , 但是LHC产生的能量远远低于这个数量级 , 差距约为14个数量级 , 所以LHC理论认为LHC不会产生黑洞 , 在弦理论中振动弦长 。 虽然普朗克的长度和时间都很短 , 但是它的质量只是显微镜下的微观世界 。
黑洞是如何起源的,霍金辐射是什么?对于黑洞,人们有什么预测?
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但是另一方面 , 推测弦理论认为HC可能会产生黑洞 。 只是黑洞会瞬间蒸发(远小于1秒) , 爆炸消耗的能量和黑洞一样多 , 很难判断是黑洞还是强子 。 最明显的信号是黑洞产生的颗粒的球形分布 。 LHC没有发现相同的迹象 。
强子对撞机产生的黑洞会吞噬地球吗?别担心 , 都是垃圾 , 蒸发太快 。 事实上 , 一些实验证据表明 , 这个黑洞并没有导致地球被吞噬 。 最好的解释是 , 我们的地球仍然存在!那是因为宇宙射线的能量比强子对撞机高几个数量级 , 这种黑洞将在45亿年前出现 , 我们仍然存在 。
2、爱因斯坦对于黑洞的预测