2020年的诺贝尔物理学奖已经在十黑洞月六日揭晓，小学生宇宙科普知识，今年的诺贝尔奖并没有如普遍预测的一样颁给粒子物理或宇宙者凝聚态物理，宇宙科普知识资料大全，而是颁知识给了对于宇宙中最“黑暗”的天体——黑洞的研究。罗杰·彭罗斯，1000个宇宙冷知识，赖因哈科普德·根策尔，宇宙知识大全，安德烈娅·盖兹分享了这个奖项。
黑洞是宇宙中最神奇也是最神秘的天体之一，人类对于黑洞的研究小可以追溯到104年前，宇宙科普纪录片，一位名叫施瓦西了解的的天文学家在计算时发现了一个爱因斯坦的广义相对论场方程的解，星球知识科普 儿童，这科学个解表明，有趣的宇宙科普小知识，如[果一个静态球对称星体的半径小于某一个特定值(史瓦西半径)，黑洞简单介绍，这个星体]就会存在一个边界，黑洞科普知识，只要中最进入了这个边界，宇宙科学小知识，即使是光都无法逃出。美国物理学家约翰惠勒给这种不可思议的星体起了个名字——黑洞。
史瓦西
史瓦西半径表达式
虽然黑洞的概念在100多年前已经被提出，但是我们直到2019年才首次通过事件视界望远镜一睹黑洞的真容。
人类历史上第一张黑洞照片
今天我们就来跟大家一起聊聊关于黑洞，你一定要知道的知识。
黑洞的诞生
要
恒星是宇宙中的巨人，关于宇宙的黑洞的资料，他们产生着巨寻找大的引力，黑洞的相关知识，这种引力不带你仅影响着围绕它运动的行星，科学黑洞，同样影响着恒大的星自身，黑洞涉及到的物理知识，在引冷力的作用下，简述人类对宇宙的认识，恒星具有坍缩它的趋势，科普宇宙，不过恒为什么星的内核不停进行的高强度核反应，核反应提供的辐射压和恒星自身的引力与相互对抗，形成了中一种平衡，不过这种平衡在恒星暮年开始被逐渐打破。在恒星暮是什么年的时候，恒星内是核的核燃料消耗殆尽，核反应不再能提供可以与引有力对抗的辐射压，恒星就开始人类疯狂的坍缩，但是此时恒星距太空离黑洞还有一定的距离，想要了变为黑洞，恒星还必须克服竟有两大障碍——电子简并压与中子简并压。
在微观世界，像威力电子中子这样的费米子都具有一定的自闭症，它们不愿意跟别的同种费米子共享同一个状态。如果两个电子空间多大距离很近，那他基本知识们速度差距就会很大，以保证它们多少不会在相近的距离内相处太久，如果两个电子2分钟速度很接近，那他个们空间距离就应该相距很远，以保证它们不会碰到终于彼此，这就提供了一种同种费米子之间的相互排斥。这种特性是小学生由物理学家泡利发现的，又称为泡利不相容原理。
这种同种费米子之间相互嫌弃导致的简并压是恒星变为黑洞前最后的阻碍，对于质中究量小于钱德拉赛卡极限(1.44倍太阳质量)的恒星来说，电子简并压是扛得住的。
对于质量小于奥本海默极限(约为2-3倍太阳质量)的恒星来说，中子简并压是可以顶得住的。
但是对于质量更大的恒星来说，电子简并压和中子简并压也无答案能为力了，在一场明亮神奇华丽的超新星大爆发之后，黑洞诞生了有趣。
黑洞会死亡吗？
黑洞的诞生标志着大质量恒星的死亡，但是黑洞是不是也会死亡呢？实际上确简单实很有可能，而黑洞的直接死介绍因可能就是——霍金辐射。
在介绍霍金辐射之前，我视频们需要先聊一聊量子场论中的真空的概念。大家或许经常听到一个说法叫真空不空，看似一无所有的真空实面对际上充斥着各种各样粒子的场，电到底子场，夸来袭克场，希格斯玻色子场怎么……，而基本粒子们则是各自的场所才能对应的激发态，正粒子对应正形成的频率，反粒子对应负的频率。什么在真空中，所距离有场都处在最低的能量状态，但是你由时间能量不确定关系，在极短的时知道间内，场可什么样能因为能量涨落而激发产生虚粒子，这种涨落通常是正负频率同穿越时发生的，对10个应于一对儿正反粒子的产生。不过不用担心，这种方式趣味产生的正反虚粒子对很快就会湮灭将能量重新还给真空，除探索非，这个过程发生在黑洞的视界附近。
在之前我PPT们提到，黑课件洞存在一个边界，一旦进入这个带边界，即使是光也内容无法逃脱，这个边界被称为黑快来洞的事件视界，假如有一对儿正吧反虚粒子在黑洞的事件视界边缘产生，一个粒子在黑洞的天体视界内，一个粒子在黑洞的视十条界外，视界内的粒趣子由于黑洞强大的引力而被拉进黑洞，由于动科技量守恒定律，视界外的粒子则会朝简介着相反的地方飞去，从外界资料看起来，就像相关黑洞向外发出了辐射，这涉种辐射就是霍金辐射，但是正反虚粒子对本来应该湮灭将及到能量归还，可现在一个粒子带着能量自己物理飞走了，这份从简述真空中“借“出的能量总得有人去还，而这个将能量还给真空的角色只能由黑洞来扮演了。因此霍金辐射将会使黑洞还有损失能量，视界面积对减小，最终黑洞认识将为自己的贪吃付出代价，彻底消失。
霍金辐射有个非常有趣的15个特点，那就是越关小的黑洞，霍金于外辐射越剧烈，相应太的黑洞的寿命越短，越大的黑空的洞反而霍金辐射越弱，黑洞的寿命越长。譬如一个几倍太阳质量的黑洞其温度只有10事实-8K，而其寿命则比中文宇宙年龄还大1058倍。如果想在今天的宇宙中探测到霍金辐射，那字幕么我们需要一个质量小于10 12千克的黑洞。因此，霍金辐射这个想法虽大小然非常有趣，但比较是至今未能得到实验验证。所以即使霍金依然在世，恐怕也很难凭借MetaBallStudios霍金辐射获得今年的诺贝尔物理学奖。
如何制造一个黑洞？
黑洞诞生于恒星的死亡，但是难青少年道只有恒星才能形成黑洞吗？理论上说，确实不仅仅只有恒星才多远可以，虽然在介绍黑洞诞生的物质时候我们是用恒星的质量作为判断依据，只有质量大于奥本海默极限的旅行恒星才能变成黑洞，但是实际上是否可以可以变成黑洞的判定依据应该是密度，也就是能否把足够大的质量压缩这样进足够小的空间。
要压缩进多么小的空间，这就需要求助于我们之前提到的史瓦西半径了。
对于每一个有质量的物体，都有自己对应科普读物的史瓦西半径，任何物体只要能保证在不损失质量的情况下将自身压缩进史瓦西霍金半径以内，就可以变为一个空间黑洞。下面我们就来看看一些常见物体的史瓦西半径都是多少。
首先看看我们的太阳，太阳质量大约为2.0x简史1030千克，对应的施瓦西半径约为天文3千米，也就是如果我们能把太阳压缩成一个半径3何为千米的球，那么太阳也可以变成一个9787030405029黑洞，也就相当于把太阳半径缩小二十多万倍钱伟长……，我就那么一说。
总然后再来看看我们的地球，地球质量大20世纪概是6×1024千克，对应的史瓦西半径中国约为1厘米，大知名概是我们的指甲盖大小。这类小黑洞无法通过恒星坍缩形成，但在宇宙早期可以由物质的密科学家度涨落产生。根据早期宇宙理论模型，这些学术黑洞的质量能够低至1克。宇宙早期产生的原初黑洞有可能作为冷暗物质的一部分，在宇宙演化中发挥重要作用。
从
最后，我们说说在地球上产生黑洞的可能性。在大信息型强子对撞机建造初期，有反对声音提出粒子对撞将较高的能量在短时间内悖论聚集在较小的区域，有可说起能产生黑洞并吞噬地球，这些质疑一可能度引起媒体和公众的关注。不过由于引力相互作用很弱，大型强子对撞机聚集只是的能量并不足以产生黑洞，除非牛顿引力常全息数比已知数值大1030倍。另一方面，高能宇宙射线图像一直在以更高的能量不停轰击着大气和月球，而我们迄今也没有看到涨黑洞的效应，这也间&接说明即使对撞机能够产生黑洞，其效率也是可以忽略的quot。不过这还真有点小遗憾，如果真能在实;验室里创造出黑洞来，我们对这个神秘的家伙一定能有更多了解。
掉入黑洞会怎么样？
不知道大家有没有想象过，如果你掉进黑洞里会怎么样。其实想出现要掉进黑洞并没有那么容易，首先黑洞只有在事件视界范围以内的一时候，引力毫米才能强大到光都无法逃离，距离黑洞会越远，受到的影响越小。举个发生简单的例子，假如太阳变成了黑洞，地球会被吸到太阳黑洞里吗？完全不可能，太阳形成的黑洞事件视界半径只有3千米左右，即使是离太阳最近的水星都不会被吸进去，而且由于太阳质量未发生变化，围绕太阳运转的行星们甚至轨道都不会发生什么变化，唯一的变化大概就是，我们会被冻死。
现在让我们重新回到进入黑洞的问题，如果你想要进入黑洞，我强烈建议你一定要找个朋友陪你一起去，你的朋友在外面看着你进入的全过程，如果你有幸从黑洞里出来，你们讨论起这个事情，你会听到一个完全不同的故事。
要进入黑洞的第一步就是选择正确的黑洞，对于小质量的黑洞，你大概率无法撑到进入事件视界就会被撕成碎片，因为引力随距离成反比，距离黑洞越近，感受到的引力越大，你大概会被拉长成一根意大利面，然后被潮汐力撕碎。
好在对于大质量黑洞，潮汐力没有小质量黑洞那么大，所以，你应该选择大质量黑洞。在飞向黑洞事件视界的过程中，还要尽量远离黑洞的吸积盘。第一张黑洞照片里的光亮区域就来自于黑洞吸积物质发出的光。由于引力随距离变化的原因，吸积盘中靠近黑洞的部分旋转速度较快，远离黑洞的部分旋转速度较慢，这种速度差会导致层与层之间剧烈的摩擦，产生大量的热量，这也是为什么我们能看到黑洞的吸积盘，如果你离吸积盘太近了，你可能会被烤熟。
我们假设你成功到达事件视界的边界上了，这时我们先把镜头切到看着你进入黑洞的那个朋友的视角。随着接近黑洞的事件视界，你落入更深的引力势阱中，由于引力红移效应，他会看到你逐渐变红，动作也越来越缓慢。最后他会看到你定格在事件视界的边缘，逐渐变红，变暗，消失，你落入视界后发出的信号则被囚禁在视界背后。
现在我们再切换回进入黑洞的你，在你靠近事件视界的时候应该回头看看你面前的宇宙，虽然根据相对论，黑洞周围的时间流逝变得缓慢，但是你并不会感觉自己的时间流逝缓慢，而是会感觉远离黑洞的世界的时间流逝在加快，世界对于你来说仿佛按下了快进键，你仿佛可以看到未来一样，这么一想还是挺浪漫的，所以千万不要错过这一幕。
最后你进入了事件视界，这时你也没有了反悔的可能性，摆在你眼前的只有一条路，一条指向黑洞中心奇点的不归路，在你离奇点足够近的时候，你将被极其强大的引力梯度撕碎。罗杰彭罗斯今年获奖的一个重要原因就是在一般条件下证明了黑洞的形成和奇点的存在。不过，广义相对论并不能描述奇点，事件视界内的物理规律也有可能与我们所知相差甚远。就像《星际穿越》中的库玻一样，也许你会在落入黑洞后洞悉量子引力的奥秘并将它最终带出来，谁知道呢。
这就是宇宙中最神秘天体的一些小知识，它诞生于恒星的毁灭，最终也可能死于自己的“贪婪“。
后记
本文对于霍金辐射的介绍并不严谨，实际上正反虚粒子对在事件视界边缘产生，其中一个被黑洞吸入，另一个被发射的说法虽然有一些道理，但是跟更精确的表示方法有一些差距，首先霍金辐射并不是来自于固定的点，而是看起来来自整个黑洞，其次如果你进入黑洞内部，你是看不到被黑洞吸入的那些粒子的。
图片均来自于网络
来源：中科院高能所
原标题：关于黑洞，你一定要知道的知识！
编辑：dogcraft
