123排行榜,探索世界,了解各类奇异学识!

黑洞的温度是多少(最高只比绝对零度高5000万分之一度)

时间:2023-08-30

爱因斯坦的广义相对论最早预言了这种天体的存在,后来天文学家观测到了一系列黑洞存在的间接证据,并在2019年首次捕捉到了黑洞的真容

TIPS:本文共有 1240 个字,阅读大概需要 3 分钟。

黑洞可谓是宇宙中最为奇特、最为神秘的天体之一。爱因斯坦的广义相对论最早预言了这种天体的存在,后来天文学家观测到了一系列黑洞存在的间接证据,并在2019年首次捕捉到了黑洞的“真容”。

黑洞的特殊之处在于它们会把光吞噬掉,而且本身也不会发光,这使得它们在电磁波上是完全黑暗的,我们其实是看不到黑洞的。之所以天文学家能够拍摄到黑洞的照片,是因为有些大型黑洞周围存在发光的吸积盘,由此可以衬托出黑洞的轮廓。

在宇宙中,几乎所有的天体都会发光,或者反光。无论是恒星、行星、彗星,还是诸如白矮星、中子星这样的死亡恒星,它们都是有温度的,而且温度越高,天体也会显得越亮。已知最热的恒星(WR 102)表面温度达到了21万度,而中子星刚形成时的表面温度更是高达100万度。

既然黑洞是完全黑的,那么,黑洞有温度吗?黑洞的温度是绝对零度,还是多少度呢?

关于这个问题,首先要弄清楚黑洞究竟是怎样的一种天体。根据广义相对论,黑洞是没有实体表面的,黑洞本身的所有质量都在中心的奇点,这个奇点会极度扭曲周围的空间。在这种弯曲空间中,光也会被束缚住,这是导致黑洞不发光的原因。

另一方面,温度是微观粒子热运动剧烈程度的度量,代表的是粒子的平均动能。也就是说,只有当物体由微观粒子构成时,温度才有意义。对于没有任何粒子的绝对真空,就没有温度的概念。

黑洞没有实体,只是由无穷小的奇点和空荡荡的弯曲空间组成,从这个角度来看,黑洞也是没有温度的概念。但有人可能会说,黑洞会摧毁靠近它们的物质,把它们撕碎成原子,最后把它们吸入到奇点之中。由此可见,黑洞内部存在大量粒子,所以那里确实是有温度的,但这个温度并不是黑洞本身的。

霍金等一些物理学家已经在理论上证明,黑洞只有质量、角动量和电荷这三种简单的性质,其他物理属性都在黑洞形成过程中丧失掉,这就是著名的“黑洞无毛定理”,由广义相对论大师惠勒最早提出猜想。

不过,从黑洞的一种特殊性质来看,黑洞从某种意义上来说又是有温度的。

根据霍金辐射,如果量子真空涨落随机出现在黑洞的边缘,由此产生一对虚粒子,负能粒子掉进黑洞中,正能粒子则会脱离黑洞。正常而言,正负能粒子会发生湮灭。但如果黑洞吸收了负能粒子,就会导致它自身的质量被正能粒子带走,所以黑洞的质量会随着霍金辐射而变得越来越低。

由于霍金辐射的存在,黑洞是有热辐射的。根据这样的原理,可以推导出黑洞的温度为:

从上式可以看到,黑洞的温度只与质量有关,具体而言,两者成反比例。黑洞的质量越大,温度越低。对于质量最小的恒星级黑洞(3倍太阳质量,这是目前已知宇宙中所会存在的最小黑洞),其温度仅为一亿分之二开氏度(20 nK),也就是比绝对零度高了5000万分之一度,这是黑洞的最高温度。而对于质量达到太阳430万倍的银河系中心超大质量黑洞,其温度更是低至100万亿分之一开氏度。

宇宙的平均温度比绝对零度高出大约3度,所以即便是最小最热的黑洞,其温度也是远远低于宇宙的平均温度。因此,黑洞的热辐射极小,它们完全会被淹没在宇宙微波背景辐射之中。

我们转型不易,新知识内容立足于正能量、实用,觉得《黑洞的温度是多少(最高只比绝对零度高5000万分之一度)》对你有帮助,请留言收藏!

本内容不代表本网观点和政治立场,如有侵犯你的权益请联系我们处理。
网友评论
网友评论仅供其表达个人看法,并不表明网站立场。
显示评论内容(2)
  1. 溪水思云2023-11-12 22:59溪水思云[新疆网友]106.74.221.26
    @37.5°我从未想过黑洞还有温度这回事,科学果然充满了未知和惊喜。
    顶5踩0
  2. 37.5°2023-10-06 14:5537.5°[海南省网友]203.56.252.118
    黑洞的温度简直超乎想象,比绝对零度高5000万分之一度,真是太神奇了!
    顶0踩0
相关阅读
黄金箭毒蛙毒性:极其危险(仅万分之一克可杀死成人)

黄金箭毒蛙毒性:极其危险(仅万分之一克可杀死成人)

...险,但其本身十分脆弱。离开了热带雨林就无法满足其对温度湿度的要求以至于其在全球范围内的分布极少,属于濒危物种。

2023-07-07 #未解之谜

英男子发现绝美“蓝色龙虾”(出现机率仅200万分之1)

英男子发现绝美“蓝色龙虾”(出现机率仅200万分之1)

一般我们看到的龙虾都是红色的,不过英国一名经营海产店的男子最近却发现渔货中有一只鲜蓝色的龙虾,这种蓝龙虾出现的机率仅200万分之1,在网上引来讨论。这样的蓝色龙虾出现机率仅有200万分之1。海洋学者表示,这只龙...

2023-09-02 #未解之谜

人类历史的第一次(测到大气中的二氧化碳浓度为百万分之410)

人类历史的第一次(测到大气中的二氧化碳浓度为百万分之410)

...auna Loa Observatory)记录到这个转折点。对于科学家来说,这是一个严肃的时刻,虽然不足为奇。自去年以来,当地球新危险的正常大气层二氧化碳浓度为400 ppm时,科学家警告大众,下一个转折点的410 ppm即将到来。在通过这个转折...

2023-06-16 #未解之谜

一年617天的“超级地球”发现率仅百万分之一

一年617天的“超级地球”发现率仅百万分之一

...“超级地球”,研究显示,这颗“超级地球”一年的时间是我们居住地球的一倍之多。科学家近日发现一颗极为相似地球的恒星。根据英国《每日邮报》报道,新西兰坎特伯雷大学(University of Canterbury)的天文学家表示,这颗“...

2023-05-06 #未解之谜

超罕见白松鼠出没 一身白毛穿梭树林像雪精灵(专家:出现率只有百万分之一)

超罕见白松鼠出没 一身白毛穿梭树林像雪精灵(专家:出现率只有百万分之一)

大家应该都看过松鼠吧?一般大家看到的松鼠都是咖啡色的,你有看过白色的吗?最近在苏格兰就发现了罕见的白松鼠身影。根据《BBC》报道,这只松鼠在苏格兰的皇家迪赛德 (Royal Deeside) 被拍到,苏格兰负责研究野生动物多...

2023-06-30 #未解之谜

世界最美的眼睛紫色眼睛仅600人拥有(概率千万分之一)

世界最美的眼睛紫色眼睛仅600人拥有(概率千万分之一)

...和黑色,而欧美人的眼睛则多以绿色、蓝色为主,紫色则是非常稀有罕见的,即使是在世界范围内,紫色眼睛也是美丽和神秘的象征,而且紫色眼睛在全球也只有600名拥有者,几千万人中可能才出一个。世界最美的眼睛:紫色眼...

2023-07-29 #世界之最

世界上最苦的东西:苯酸铵酰糖化物(稀释千万分之一仍苦)

世界上最苦的东西:苯酸铵酰糖化物(稀释千万分之一仍苦)

...、酸味、苦味,在诸多味道当中人们最不喜欢的,应该就是苦味了吧。这个世界上其实有很多东西都很苦,甚至苦到了难以想象的地步,那么世界上最苦的东西是什么呢?世界上最苦的东西世界上最苦的东西实际上是一种化合物...

2022-12-28 #世界之最

世界上最稀有的眼睛;紫色眼睛(概率只有千万分之一)

世界上最稀有的眼睛;紫色眼睛(概率只有千万分之一)

眼睛被誉为心灵之窗,我们亚洲人的眼睛普遍都是棕色和黑色,不包括混血在内,不过欧美人眼睛的颜色就多了,因为有移民的因素在里面,所以基因的变化会有所不同,那么世界上又有哪些稀有眼睛呢,下面就给大家介绍下。...

2023-06-15 #世界之最