黑洞是一種怎樣的天體，這種神秘的天體是如何形成的，物體掉入黑洞會有怎樣的結果？請跟隨竹子走進今天的主題——黑洞的奧秘。
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大家好，我是竹子。浩瀚無垠的宇宙中，充滿無限神秘和未知的事物。黑洞一直以來是人們特別感興趣的天體。人們在聽到黑洞這個詞以後，可能以為它只是宇宙中的一個洞。實則不然，黑洞和其他星球一樣也是一個天體。也有質量，有體積，有密度。只不過黑洞的，質量和密度都足夠大，產生的引力場足夠強 。它的引力強到什麼程度呢，只要其他物體一靠近它，就會被它吸進去，甚至連光都逃不出它的引力。
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也正是因為光進到黑洞後無法反射，所以說我們是看不到黑洞的。而且每個黑洞都有一定的溫度。溫度的高低與黑洞的質量成反比。黑洞也是有邊界的天體，它的邊界被稱為“事件視界”。什麼樣的天體能成為黑洞呢，打個比方，比如地球，如果我們把它壓縮到0。9釐米大小。質量不變，那地球就可以成為一個黑洞。在黑洞巨大的作用力下，它內部的時空都是扭曲的。時空扭曲，這是一個什麼概念呢？
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用最簡單的方法來說一下時空扭曲。在一個軟床墊上放一個鐵球，床墊發生了凹陷。這時，如果在凹陷的地方放一些玻璃球，玻璃球就會掉向鐵球。以床面類比時空，以鐵球類比物質，那就是物質可以使時空扭曲，這就產生了引力效應。越重的東西會使時空扭曲的越嚴重。這也就是說物質影響了時間和空間。在我們的認知中，時間和空間不是獨立於物體之外存在的嗎？怎麼會被物體影響呢？這就需要我們瞭解一下愛因斯坦相對論中的時空觀了。
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相對時空觀
愛因斯坦在106年前，他提出了廣義相對論。這套理論顛覆了原來的絕對時空觀。什麼是絕對時空觀呢，絕對時空觀認為時間和空間是各自獨立的，彼此之間沒有聯絡。而且時間是絕對的，不會受任何影響。它獨立於物體之外均衡流逝。時間到底是一種什麼東西呢？時間太難描述了，看不見，摸不著，但它是存在的。時間可以說是衡量物質作用的一個量。時間均勻流逝很好理解，意思是時間沒有快慢之分，只能說長短。
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因為時間流逝的速度永遠都是不變的。我們平常說：時間過得好快啊？這只是人的感受，時間是沒有快慢之分的。時間的流逝與任何事物都沒關係，是獨立於事物之外的。同時時間還具有連續、單向、不可逆的性質。這句話應該很好理解，意思是時間不會中斷也不會倒流。就像我們既不能穿越到過去也不能讓時間停止一樣。而空間卻是永遠均勻的、不動的。空間如同一個容器一樣，就好像盤子裡可以盛放水果。沒有空間，事物是不存在的。
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但是相對論中的時空觀可不是這樣的。在時空觀裡，時間和空間被聯絡在一起，它們相互聯絡又相互制約。時空和物質的運動密切聯絡。物質的運動對時間和空間有了一定影響。愛因斯認為，四維時空就是在三維空間的基礎上加了時間這個概念。在宇宙中，黑洞內的時空和黑洞外的時空是不一致的。
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絕對時空觀適用範圍有限，它只能在低速宏觀的條件下使用。而物體以光速運動的時候，絕對時空觀就不太準確了。這時我們要用相對論修正它。任何有質量的物體都會引起時空彎曲，彎曲到一定程度，以至於光都掉進去出不來了，這就是黑洞。在黑洞中，空間距離會變得彎曲，時間流逝會變慢。那麼黑洞是怎樣形成的呢？
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黑洞怎樣形成
我們知道宇宙中存在很多質量很大的恆星。這種恆星會發生一種核聚變反應。它們發生核聚變反應之後，自身燃料會耗盡，燃料耗盡之後，恆星所提供的的壓力不足以平衡引力。它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，進而恆星迅速向內部塌陷導致爆炸，釋放出大量能量。恆星在坍縮過程中，大量物質開始向中心匯聚。伴隨著坍縮過程的加劇。
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此時大量的粒子被壓縮在一起。引力變得更加強大，斥力漸漸無法對抗引力，然後會發生爆炸。直到最後形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。簡而言之，黑洞的形成，其實就是恆星自身坍縮的結果。黑洞就是恆星的屍體。但是呢，必須是大質量恆星才能在坍縮後形成黑洞。需要達到太陽能30倍的質量才可以。
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黑洞也是可以消失的。霍金髮現在一個恆星坍縮成黑洞的時空背景裡，原先真空的量子場，會變成粒子流。這些粒子流會從黑洞邊界附近發射出來，它們會從黑洞逃跑，它們一逃跑黑洞的質量就開始損失，並且收縮。黑洞越收縮，這些粒子的發射率就會越大，這就代表著，黑洞損失質量的速率也越來越快。直到最後，黑洞失去它的全部質量，這就代表著，這個黑洞消失了。黑洞原本只是存在於理論中的天體，但是下面要說的這件事證實了黑洞是實際存在於宇宙中的。
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黑洞照片
2019年4月12日，人類第一張黑洞照片公佈。這張圖片是M87星系中心超大質量黑洞的影象。這張圖片看起來就像一個甜甜圈。這個黑洞的真實物理尺寸多大呢？它的尺寸是1000億千米，距離我們5500萬光年。黑洞雖然看不見。但在黑洞周圍，由於強大的引力作用。會有被加熱的超級明亮的氣體圍繞其周圍高速運動。當黑洞吸入物質時，會在周圍形成巨大的吸積氣盤。吸積氣盤是一種由彌散物質組成的，圍繞中心體轉動的結構。
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吸積氣盤的氣體在強大的引力作用下。獲得巨大的能量，從而劇烈的摩擦發熱。輻射出強烈的x射線。我們可以透過觀察黑洞周圍物質的異常狀態來發現黑洞。比如透過光線的扭曲來看到黑洞的輪廓。這張看似普通的照片可來之不易。我們要想用望遠鏡觀察到黑洞，就需要一個口徑等於地球直徑的望遠鏡。
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這麼大口徑的望遠鏡顯然是不可能存在的。於是科學家想了一個辦法，藉助演算法將全世界各地的望遠鏡同時觀察到的同一個資料協調起來。形成一個口徑等同於地球直徑的虛擬望遠鏡。然後對觀測到的資料進行處理，就是我們現在看到的照片了。我們之前說到，黑洞會吸收所有靠近它的物體，那麼這些物體被吸入黑洞之後會怎樣呢。
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掉進黑洞會怎樣
物體掉進黑洞之後，距離奇點最近和最遠的兩個點受到的引力差會特別大。奇點就是黑洞的那個密度無限大，體積無限小的點。由於引力差的作用，物體受力不均，這樣就會被縱向拉長，直至被撕碎。而且進入黑洞的物質會以螺旋狀的路線向黑洞陷落。所以物體被拉長、撕碎的同時，也會被擰成螺絲的紋絡一樣。
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但是隨著對黑洞的深入研究。發現黑洞並不簡單。科學家推測。黑洞可能與宇宙中另一個天體蟲洞有關。蟲洞是連線兩個時空的隧道。一個物體進入黑洞以後透過蟲洞然後從白洞出來飛向宇宙的另一時空。實現瞬間轉移。白洞是也是一種天體，黑洞只進不出，白洞只出不進。白洞是透過黑洞去往另一時空的出口。
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但是掉入黑洞究竟會怎樣呢，到底是會被撕裂成粒子還是會出現在另一時空當中。這一一問題現在還沒有確切的答案。因為黑洞離人類居住的地球太過遙遠，現在還沒有條件對黑洞進行實驗，掉入黑洞會有怎樣的結果還停留在理論猜想階段。
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好了，今天的文章就到這裡了。大家對黑洞有怎樣的看法呢，透過黑洞會穿越時空嗎？可以在評論區留言和竹子一起探討。最後，別忘了關注和點贊哦。