宇宙中最极端的东西—黑洞的终极指南

黑洞是超致密天体的一种，但由于极强的引力，即使光也无法逃逸，使得直接观测变得困难。科学频道Kurzgesagt在一部特色动画中解释了黑洞为什么是“宇宙中最极端的存在”。

黑洞是宇宙中最强大和最极端的，但又奇怪而复杂。

根据Kurzgesagt的说法，在考虑黑洞之前，我们首先需要整理空间和时间。宇宙存在于空间和时间中，但空间和时间并不像固定的阶段。

空间和时间是相对的...

物体的质量会扭曲空间，而空间的扭曲会影响物体的运动。

如果天体在太空中，空间就会扭曲，重力就会产生。

黑洞没有被扭曲，它们就像陷阱。

黑洞是巨星的终结。当一颗恒星无法承受自己的引力时，它就会坍缩，核心以光速的四分之一的速度压缩成为中子星或黑洞。

具有非常大的质量和高密度压缩的黑洞会扭曲时空非常明显。

即使是一个质量是太阳10倍的黑洞，直径也只有60公里左右。

在黑洞的一定半径内形成了一个非常强大的引力场，甚至光也无法逃逸。这个半径称为Schwarzschild半径，具有Schwarzschild半径的球体称为事件视界（event horizon）。

由于连光都不能从事件视界发射出来，所以它是黑色的，从外面什么也看不见。

然而，即使黑洞本身无法被观测到，也有可能通过观测受黑洞影响的天体来间接观测黑洞。

此外，许多黑洞都有一个吸积盘（accretion disk）

黑洞吸积盘中含有的物质可以加速到光速的一半左右，并且由于粒子之间的轻微摩擦和碰撞，可以达到高达10亿度的温度。

因此，虽然事件视界是漆黑的，但黑洞吸积盘似乎非常明亮。

当接近事件视界之外时，光线会围绕黑洞返回，你可以在那里看到“你自己的身影”。这是因为重力导致光围绕黑洞运行。

重力不仅扭曲了光线，也扭曲了时间。因为时间的流逝在强大的重力下减慢了...

当您接近事件视界时，周围的景观似乎会加速。

另一方面，当你从远处看一个接近事件视界的物体时，它似乎在慢动作中移动。

通过利用黑洞附近和其他地方流逝的时间差异，有可能走向未来，但接近黑洞是非常危险的。

如果黑洞很小，事件视界上人头和脚上的重力就会失衡，导致意大利面效应（英语：Spaghettification），指物体在强大的非均匀重力场中，受到垂直方向拉伸与水平方向压缩而变得细长（形状像意大利直面）。

当受到意大利面现象的攻击时，它最终会变成热的等离子体流。

当黑洞很小时会出现意大利面现象，人们认为大黑洞可以穿过视界而不被拉伸。

当观察一个人从外面进入事件视界时，看起来好像这个人已经停止了。这是因为重力减缓了时间的流逝。

另一方面，从进入事件视界的人的角度看，周围被黑暗包围，外部只能从一个小点看到。

时空在事件视界内是扭曲的，无论你走到哪里，你都会被吸引到黑洞的中心。

黑洞中心的奇点是引力场无限大的地方，一切都被压缩到无穷小。

由于压缩到奇点的物质会失去其所有属性，因此黑洞中只能存在三种属性：质量，角动量和电荷。

每个黑洞中存在的差异就像基本粒子的差异一样。

因为空间和时间的曲率和密度变得无限的奇点不能通过计算来处理......

现有的物理定律，包括 广义相对论，不再成立。

思考奇点是什么是一个非常困难的问题。

此外，还有很多情况下黑洞在旋转，因为它们是从死亡恒星中诞生的，还有一些黑洞以90%的光速旋转。

当黑洞高速旋转时，它会形成一个环形奇点，其中奇点的形状像一个环。

在旋转黑洞外有一个称为能层的区域，似乎物体正以高于光速的速度被拖动

有一种基于霍金辐射的理论，斯蒂芬·霍金博士主张黑洞最终会发生什么。

从量子力学的角度来看，粒子和反粒子的成对产生发生在黑洞的事件视界附近。

通常，成对产生的粒子和反粒子会立即碰撞，从而湮灭 。

霍金博士认为，如果成对产生发生在事件视界附近，一个会落到一个奇点，另一个会逃逸到外面。逃逸到外面的粒子就是霍金辐射。

由于霍金辐射发射的粒子质量来自黑洞，因此人们认为黑洞最终会辐射质量并消失。

然而，黑洞的质量如此之大，以至于预计需要大量的时间来释放和湮灭所有质量。

但是即使使用现代科学，理解黑洞也非常困难...

这就是为什么Kurzgesagt总结说，有许多未解之谜，探索起来很有趣。