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如果把反物质和黑洞放在一起(谁更厉害)

时间:2023-08-22

虽然黑洞连光线都无法逃出,自然无法直接观测到这种天体的存在,但是科学家们却可以用伽马射线暴、黑洞吞噬天体时吸积盘的亮度变化或者通过引力透镜的方

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黑洞是通过爱因斯坦广义相对论预测出来的一种特殊天体,由于超高的密度、超强的引力使周围的时空产生了无限弯曲,就连光线都逃逸不出来,以至于人们形容它为“只进不出的怪物”。虽然黑洞连光线都无法逃出,自然无法直接观测到这种天体的存在,但是科学家们却可以用伽马射线暴、黑洞吞噬天体时吸积盘的亮度变化或者通过引力透镜的方法,间接观测到黑洞的存在。2019年,科学家们通过全球的多个观测点,组成一个口径如地球直径大小的虚拟黑洞视界望远镜,第一次“拍摄”到了黑洞形如“甜甜圈”的照片。

而反物质是宇宙中同样奇特的存在,由于它的组成微观粒子所带电荷、运动方式等与现实世界中的微观粒子完全相反,因此永远不可能被直接观测到。长期以来,人们都没有意识到现实世界中反物质的存在,毕竟无论是宏观层面和微观层面,都是由我们认为以理所应当的形式存在的“正物质”所构成的,以为这样的宇宙、这样的世界就是整个宇宙的基本特征。

不过,在1932年美国科学家安德森首次发现了“正电子”(与普通电子带负电荷正好相反)。上世纪50年代,科学家们又相继发现了负质子、自旋方向相反的反中子。这些发现,极大地颠覆了人们对现实宇宙的认知,科学家们逐渐意识到,在整个宇宙中,将存在着与现实每一种微观粒子都相对应的反粒子,或许这些反粒子在特殊情况下,能够形成与现实宏观世界相反的反物体、反天体甚至反星系,只是我们直接看不到它们而已。

从概念上看,反物质属于物质概念的范畴,它的组成是基本的反粒子,现实世界中的正粒子与相对应的反粒子,不仅质量数值相同、所带电荷相反,而且能够描述这些粒子物理特征的所有性质都是相反的。当等量的反粒子与正粒子、反物质与正物质相遇时,由于“异性相吸”的作用,会在极短的时间内发生结合和“湮灭”,最终以高能的伽马射线形式释放出来,而原有的粒子与反粒子都将消失不见。

从上述对黑洞和反物质的描述可以看出,它们二者都是宇宙中最为极端的东西,一个可以吸收任何物质(除非比黑洞本身还要大的黑洞,二者相遇会发生剧烈的合并现象,形成更大的黑洞),一个可以与等量的正物质发生“湮灭”,从而都消失不见。如果将反物质与黑洞放在一起,谁能挺到最后呢?我想这个问题,肯定很多人都在心里思索过答案。

首先,如果从真正科学的角度来探讨,那么这两者没有可比性。为什么这么说呢?因为黑洞是实打实的天体形态,无论是它再怎么“霸道”也好,也终究是由“正物质”所组成,观测不到它是因为强大的引力所引发的无限时空弯曲。

而反物质本身是一种对物质性质的描述,它与“正物质”相对,并不是指代的是某一种状态,反物质从理论上看,反电子是反物质,反质子是反物质,反原子也是反物质,反恒星当然也是反物质,或许宇宙中也有反黑洞的存在。因此,拿反物质这个指代性不明确的东西,与现实世界中由正物质所构成的“黑洞”比威力,实在没有衡量标准。

其次,在现实宇宙中,我们还没有观测到规模巨大的、由“湮灭”所引发的伽马射线爆发现象,从某种意义上来说,整个宇宙中存在由反物质所构成的反星系的可能性很小。即使我们降低标准,假定存在着由反物质构成的巨大恒星,那么在这个反恒星生命结束以后,也有几率在剧烈坍缩下形成反黑洞。

只不过按照宇宙大爆炸理论,在宇宙形成的最初,由量子涨落所形成的正反物质并非完全相等,正物质要比反物质总量多出10亿分之一,通过大量的湮灭事件后,大量由剩余的正物质才会聚合成目前宇宙中的行星、恒星和星系。即使有微量的反物质逃脱了与正物质湮灭的命运,那么现在也只有在宇宙的某些角落里,不再与普通的物质和天体相遇。所以,从理论上看,宇宙中不太可能发生由反物质构成的天体与黑洞相遇的情形发生。

第三,如果我们排除上述不可能性,假设反物质的不同形态真的与黑洞相遇了(这里假设是一个恒星级的黑洞),那会发生什么呢?答案很简单,那得看由反物质构成的物体形态规模到底有多大。比如,一个反原子,被黑洞引力吸到视界事件之上,那么还没有等到被吸进黑洞与之进行对抗,就会由视界事件吸积盘中的一个正原子与之发生“湮灭反应”,释放出来一定的能量,随即这个反原子和正原子都消失不见,根本引起不了一点“涟漪”。

当由反物质构成的反天体规模达到行星级别,在黑洞与之靠近的过程中,黑洞吸积盘中的大量正物质会在很短的时间内,分别找到一个反行星中的反原子,然后在短时间内相继发生无数次“湮灭”,释放出巨大的能量和伽马射线,这个过程虽然很剧烈,但终归影响不到黑洞的地位。

除非反天体的规模达到更大的级别,比如反恒星或者反黑洞的层次,黑洞周围由正物质构成的吸积盘,没有更多的正物质与反物质进行湮灭,从而剩余的反物质进入到黑洞的视界之内,在无限向奇点坍缩的过程中,继续发生比亚原子还要微小的正反粒子间的湮灭。

假如反物质的总量没有正物质多,黑洞还将是黑洞,只不过规模和“威力”会大打折扣。而假如反物质的总量比黑洞包含的正物质多,比如更大的反黑洞与正黑洞相遇,那么现实世界中的黑洞就将不复存在,剩下的就将是更加难以观测的“变弱”的反黑洞了。如果恰好正反黑洞的规模一样大、所含物质一样多,那么在巨大能量释放的同时,黑洞和反黑洞都将同时消失,不留下一点痕迹。

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  1. 屌絲变高富帅——爷们2023-11-09 16:48屌絲变高富帅——爷们[澳门网友]103.62.83.101
    我认为黑洞更厉害,因为它的吸引力太强大了,连光都无法逃离它的束缚!
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  2. 歲仴侞謌2023-09-30 22:19歲仴侞謌[广西网友]103.235.48.40
    这个问题太深奥了,我觉得反物质和黑洞都是宇宙中神秘而令人着迷的存在。
    顶10踩0
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