当我们谈及黑洞,会直觉它是宇宙中吞没一切物质的不可见区域,然而事实上,黑洞并非吸尘器,严格来说是一个东西吃一吃又全部吐出来的不雅食客,吃相就像芝麻街的饼干怪兽(Cookie Monster)。
没有看过芝麻街的饼干怪兽怎么吃饼干吗?底下附上影片。文字说明:饼干怪兽只是负责把饼干咬碎,然后把饼干屑撒得到处都是。
如果你见过有人吃完饭后,桌上掉了不少菜渣,淡定些,他们的吃相远远没有黑洞那么难看。后者吃法是:霸道地将拿得到的菜全部抢到面前,接着将所有菜搅成一团烂泥,看心情吃个几口,之后把所有菜倒掉,是货真价实的宇宙小恶霸。
以上换成天文学正式说法为:黑洞乃是宇宙中某个挤了超巨大质量的超级小区域,如果我们的太阳变成黑洞,它的事件视界半径将只有 3 公里宽──比杀死恐龙的小行星还小。就连银河系中心的超大质量黑洞人马座 A*,事件视界直径也只有太阳直径的 18 倍,甚至还没有超过水星绕太阳的公转轨道直径。
接下来,任何星体若太过靠近黑洞就会被引力场捕捉、撕裂,搅散成围绕黑洞旋转的吸积盘,同时有两道方向相反的物质喷流,从黑洞中心向外喷射,如下图 NASA 影片介绍。
如此会造就出超强大引力场,连光线都无法逃脱,当一颗恒星太靠近黑洞,就会被黑洞的巨大引力拉过去并撕裂,而黑洞吸引的物质于加速过程加热发射出 X 射线辐射,过去天文学家就是透过检测这些高能辐射来寻找黑洞的位置。
然而《富比士》新闻报导,据估计,那些被黑洞撕裂并进入吸积盘环绕黑洞的物质,实际上有 90% 最后又随着黑洞喷流被强行吐出去,重新成为星际介质和下一代新生恒星的养分,真正只有 10% 物质走向不归路,进入事件视界。
造成黑洞吃相不好看的原因,就是因为黑洞的事件视界直径太小,与四周庞大的物质质量完全不配,黑洞根本心有余但力不足,没那个碗却想吃遍山珍海味。所以说,“黑洞能吞噬一切靠近它的物质且不留一丝痕迹”,是最大的错误观念。
黑洞就是引力强到爆而已。当然,那些靠近黑洞但没有被吞噬的带电粒子(吸积盘),会被加速产生磁场,然后沿着黑洞自转轴方向对外发射,也因此控制着高速喷流的形状与方向。
- Black Holes
- How Do Black Holes Eat? Like Cookie Monster
- No, Black Holes Don’t Suck Everything Into Them
(首图来源:NASA Goddard Youtube 影片截图)
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