上海科技馆主题讲座开讲“黑洞”,这种神秘漩涡如何弯曲时空?


作者:徐妍斐
编辑:徐妍斐
时间:2019-03-22 19:12

前阵子大火的电影《流浪地球》,引发了很多观众对星球和宇宙的兴趣。而黑洞是宇宙中最神秘、最奇特的天体。

今天下午,“黑洞——时空弯曲的神秘漩涡”主题讲座在上海科技馆举办。讲座邀请到中国科学院上海天文台研究员、副台长、学术委员会主任,“国家级有突出贡献中青年专家”袁峰教授,带大家探索黑洞的奥秘。

袁峰教授的主要研究防线高位黑洞天体物理,在天体物理杂志发表论文100余篇,研究工作被写入了6本著作,在重要国际会议做邀请报告40余次。在讲座中,他一一揭晓关于黑洞的谜团。

什么是黑洞?

按照广义相对论,如果一个物体足够重、足够小,引力会超过任何其它力,物体会一直塌缩,形成黑洞。此时,即使光子也无法逃脱它的引力束缚。

黑洞有大小之分。

小黑洞——每个星系都存在几百万个质量为10倍太阳质量的黑洞;这些黑洞是大质量恒星“死亡”后形成的。

超大黑洞——每个星系都存在一个超大质量黑洞;质量为几百万倍到几十亿倍太阳质量,这种超大黑洞是如何形成的至今仍是谜。

此外,霍金曾提出过微小的原初黑洞,这种黑洞被认为是宇宙刚诞生时形成的,只有原子大小,但重量相当于一座山。不过,目前还没有观测证据。

“人造黑洞”也是近年来大热的概念。根据物理学家研究,两个粒子对撞可以产生黑洞。

什么是虫洞?

电影《星际穿越》中,有可以让主角们在星际间穿行的“虫洞”。

虫洞并非电影虚构,而是一个方程式推导出来的数学解。John Wheeler命名了天体物理中的虫洞。

在各种科幻作品中,虫洞被认为是时空的跳跃之门。很多人视之为“时空隧道”或者“时空细管”。

假设地球上有个虫洞,虫洞的开口A位于新疆,虫洞的开口B位于上海……

不过,现实生活中虫洞是否真的存在,仍不清楚。

黑洞会扭曲空间?

黑洞附近会有非常强的潮汐力,这是一种引力差,物体在进入视界之前就会被潮汐力撕碎(视界是黑洞周围一个只进不出的边界,所有一切都无法从视界逃离)。

而黑洞的引力场,则会使周围空间发生严重弯曲。

大开脑洞地想象一下,假设摄影镜头在某个角度下拍出的银河系为一条直线,但此时如果在镜头和银河系之间放置一个黑洞,那么空间发生扭曲后,拍到的银河系可能变得像个漩涡。

黑洞能冻结时间?

根据相对论,时间和空间是联系在一起的。时间的流逝对于不同引力场中的观测者是不同的。

对于宇航员本人,他发现自己“顺利”通过黑洞视界。但是对于我们,发现宇航员在接近黑洞视界时停留在了视界上,像是被冻结了——因此黑洞又叫“冻结星”。

不过,黑洞内部的世界,至今仍停留于人们的想象,科学对此知之甚少。

太阳真的会爆炸?

《流浪地球》中,由于太阳被预计将爆发氦闪,地球开始流浪计划。

那么,真的会出现电影中那样的事么?

答案是肯定的,不过,那将发生在很遥远的未来,比如五十亿年后。

恒星也像活物一般,有婴儿期、成长期、衰老期和死亡期。

太阳目前正处于壮年,中心区氢核聚变而向外辐射出巨大的能量,这与太阳向内的引力形成平衡。所以太阳处于稳定的核燃烧阶段。

而一旦太阳上的氢原子耗尽,无法再释放巨大的能量,引力就会过大,失去平衡,太阳核心就会不断塌缩,以致爆发氦闪……《流浪地球》中的场景在五十亿年后是可能的。

为了解答观众的疑惑,讲座的最后,上海科技馆研究员、上海天文馆建设指挥部副总指挥兼展示部部长、上海市天文学会副理事长林清博士作为特邀嘉宾上台,与袁峰教授展开一次专家间的对话互动,为观众进一步揭开黑洞的神秘面纱,同时也展现了正在建设中的上海天文馆当前进展和亮点展项。

本次讲座既是一场面向公众的科普活动,也是一次基层党建合作的创新实践。活动由中共上海市浦东新区区级机关工作委员会、上海市浦东新区科学技术协会、上海山南勘测设计有限公司主办,中共上海科技馆第四支部委员会、天文馆支部委员会、第五支部委员会、中共上海市浦东新区区级机关工作委员会办公室支部委员会承办。通过党建促进中心工作,服务天文馆重大工程,促进良好的营商环境,增强政府部门与属地单位与企业的联建共建。

康德说:世界上有两种东西能震撼人们的心灵,一件是心中崇高的道德标准,另一件就是我们头顶上灿烂的星空。



来源:周到