黑洞是如何形成的?它会是宇宙演化的结局吗?科学家能在地球上造出黑洞吗?“慧眼”卫星又有哪...|宇宙的终极宿命,会是彻底“黑化”吗?|理性派对第三季( 五 )


黑洞附近有喷流 , 它会将“吃”不进去的东西“吐”出来 。 黑洞的引力的范围很大 , 一开始它很贪婪 , 见啥吸啥 。 但吸到附近的时候又发现胃口不行 , 咽不下去 , 就从两头喷出来 。 这个扔出来的东西 , 如果大家说味道也是可以的 。
它喷出的物质既有速度低的气体 , 也有速度非常高的气体 , 里面各种成分都有 , 甚至可能有能量非常高的宇宙射线 。 黑洞还是能在宇宙中干非常多事情的 。
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喷流即天体喷出的狭长、高速、定向物质流 。 图中为M87星系中心超大质量黑洞喷出的喷流 , 在宇宙中延续尺度达5000光年 。 来自:NASAandtheHubbleHeritageTeam(STScI/AURA)
张帆:宇宙射线能到铁的原子核 , 所以硬要说的话 , 黑洞应该像是舔血的味道 。
张双南:还有中微子 , 在南极的冰立方中微子探测器看到过 。 冰立方是非常有想象力的 , 在南极的冰盖里面探测中微子 。 有一天 , 它发现有一个中微子从某个黑洞的方向出来了 。 在天上的伽马射线望远镜也发现这个黑洞正好在活动 , 所以科学家就猜测这个被探测到的中微子是这个黑洞活动时产生的 。
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冰立方中微子天文台位于南极点冰盖上 , 主体是地下86个深孔内长度2千米有余的弦 , 每根弦最下方的1千米部分悬挂有60个光电倍增管 。 在2017年 , 冰立方中微子天文台发现一个能量极高的中微子 , 被认为来自超大质量黑洞的喷流 。 来自:IceCubeNeutrinoObservatory
段玉龙:黑洞会有什么样的味道 , 其实就是在说黑洞能释放出什么?
张双南:就是电磁波、引力波、中微子、高能量的宇宙射线 , 这就是黑洞所释放出的各种各样的东西 。
张帆:你能直接看到那些东西当然更好 , 但是更普遍的办法是通过黑洞的引力看见 。 黑洞虽然“黑” , 不能被肉眼直接看到 , 但如果你能看到恒星在绕着一个莫名其妙、什么都没有的地方转 , 而且转速特别快的话 , 这个时候就很有可能是黑洞 。 离我们最近的一个黑洞 , 就是通过看到有两个恒星绕着它转发现的 。
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在2020年 , 科学家通过两颗恒星的运动(蓝色) , 推测出了这个三体系统中存在着一颗黑洞(红色) 。 这个黑洞距离地球仅有1000光年 , 在晴朗的夜晚 , 甚至用肉眼就能看到围绕着黑洞的两颗恒星 。 来自:ESO/L.Calada
人类能制造出黑洞吗?
段玉龙:那二位老师觉得 , 咱们有没有可能未来也人造一个黑洞?
张双南:原则上来讲还是有可能的 , 但是在可以预见的未来其实做不到 。 之所以说有可能 , 是因为根据爱因斯坦的质能关系 , 任何能量都是可能变成质量的 。 所以我们如果造足够强的对撞机 , 两个粒子的能量加速到非常高并碰撞了之后 , 这个能量在转化成物质的过程中是有可能转换成黑洞的 。 就是说量子黑洞有可能在对撞机里面造出来 。
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大型强子对撞机是人类历史上对撞能量最高的对撞机 , 可将质子加速至光速的99.999999% , 曾有观点认为它有可能产生量子黑洞 。 位于日内瓦城附近的法国与瑞士边境地下100米处 , 由欧洲核子中心运营 。 来自:CERN
当然最终的结论是实际上现在还造不出来 。 因为量子黑洞的最小质量是普朗克质量 , 而现在人类所能造的能量最高的加速器 , 离能够产生这种黑洞的能量还差了好多个数量级 。 如果未来人类能够有技术造出能量高得多的加速器 , 那个时候倒是有可能在地球上面造出量子黑洞来 。