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吸積盤 如果有東西掉到了黑洞的里面，那么會發(fā)生什么？

吸積盤 如果有東西掉到了黑洞的里面，那么會發(fā)生什么？
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在黑洞外面，取決于物質(zhì)的形態(tài)。如果剛好是氣態(tài)物質(zhì)繞著黑洞的吸積盤軌道，當(dāng)單個原子以越來越快的速度碰撞，產(chǎn)生摩擦和熱量時，物質(zhì)會被加熱到非常高的溫度。氣體越靠近黑洞和它的事件視界，越多的引力能被轉(zhuǎn)換成動力能，最終原子劇烈碰撞至剝離電子形成等離子體。全程電子以越來越高的能量放射光，首先是光輻射，然后是紫外線，之后是x射線。最后，在它穿過事件視界之前，是伽馬射線。
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這里是典型的計算下的吸積盤模型，在物理學(xué)家Kovak Zoltan舉的案例中，一個200萬太陽質(zhì)量的黑洞的吸積質(zhì)量為每100萬年2.5個太陽質(zhì)量。即使是在巨大的黑洞周圍，溫度也非常高。這個黑洞的事件視界距離為500萬千米。橫軸上的第一個標(biāo)記是 “5”，意思是視界半徑的5倍，或者說距離黑洞中心3000萬公里。這大約是太陽到水星的距離!
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如果這個物質(zhì)在被黑洞的引力捕獲的恒星里，這個恒星的軌道在十幾億年里會由于引力輻射的發(fā)射而減小。最終這個恒星將會很靠近黑洞，至于它的命運如何取決于捕獲它的黑洞的質(zhì)量。如果它是個恒星質(zhì)量級別的黑洞，黑洞的潮汐引力將會使這個恒星變形，從一個圓球體變成足球狀的物體，最終恒星最靠近黑洞的部分和后面部分的引力將會大到恒星不能保持自身為一個整體。它將被黑洞的引力撕碎，恒星的大部分質(zhì)量將進入黑洞的吸積盤周圍。
如果這個黑洞的質(zhì)量超過一百萬個太陽的質(zhì)量，黑洞的潮汐引力即使很微弱經(jīng)過的恒星也會在不被撕碎的情況下被捕獲到事件視界。恒星基本上被整個完全吃掉了，在恒星進入黑洞前恒星上的物質(zhì)不會產(chǎn)生任何引人注目的輻射光線。下圖是這樣過程的藝術(shù)視角。
吸積盤 如果有東西掉到了黑洞的里面，那么會發(fā)生什么？
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一旦在黑洞里面，越過了事件視界，我們只能猜測懷疑被捕獲的物質(zhì)的命運。相對論告訴我們有兩種類型的黑洞，一種是不旋轉(zhuǎn)的，另一種是旋轉(zhuǎn)的。每一種類型在事件視界里都有不同的剖析結(jié)構(gòu)。對于不旋轉(zhuǎn)的希瓦茲凱爾德黑洞，物質(zhì)無法避免和奇點的碰撞。根據(jù)隨著物質(zhì)移動的時鐘記錄的時間，在一個恒星級的黑洞物質(zhì)只要幾微秒就到達奇點了，在一個超大質(zhì)量的黑洞則需要幾小時。我們無法預(yù)測在奇點發(fā)生了什么，因為相對論說我們到達了一個重力無限大的狀況下。對于旋轉(zhuǎn)的可爾黑洞，內(nèi)部結(jié)構(gòu)就更復(fù)雜了，對于一些新進軌道的物質(zhì)，原則上可以避免與奇點碰撞，并且有可能從黑洞里再次出現(xiàn)在其他地方，或者在進去時的幾千年或幾十億年后的不同將來出現(xiàn)。
吸積盤 如果有東西掉到了黑洞的里面，那么會發(fā)生什么？
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一些外國理論你會完全地再出現(xiàn)在任何宇宙角落，但是物理學(xué)家認為那些解釋不準確。問題是對于真實物理事件創(chuàng)造的黑洞，黑洞內(nèi)部充斥著使時空的幾何結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的重力輻射，阻止了這種旅行。對于最簡單不旋轉(zhuǎn)的希瓦茲凱爾德黑洞，所提供的也是難以想象的景象。數(shù)學(xué)家說在事件視界外面，一個粒子通常會經(jīng)歷空間和時間。這個粒子(還有你)能自由地沿著半徑R坐標(biāo)在空間中旅行，但是無法控制沿著時間T坐標(biāo)的進程。你可以通過高速旅行的時間膨脹效應(yīng)加快或減慢速度，但是不能夠倒退回去。在事件視界有一些奇妙的事發(fā)生。我們用來表示時間和空間的數(shù)學(xué)變量R和T,在定義的分離時空的點上反轉(zhuǎn)它們的滾動。
這意味著空間坐標(biāo)R表現(xiàn)地像時間坐標(biāo)，因此你不能夠自由地行動并且奇點在R=0處不會被壓扁。同時你能夠沿著T軸自由移動就想在事件視界外面慣用的坐標(biāo)。對于來自超新星的希瓦茲凱爾德黑洞，你有另一個問題。數(shù)學(xué)中的事件視界之處現(xiàn)在物質(zhì)內(nèi)破裂后的很長一段時間內(nèi)。事實上，這就是數(shù)學(xué)家所說的時空坍縮的漸近特性。意味著如果你掉到一個超新星形成的黑洞里，坍縮將繼續(xù)在某個遙遠的恒星表面嘗試著穿過視界的框架里，但是這個過程至今沒有完成。你在跌落的過程中，恒星的質(zhì)量仍然在視界外面而黑洞還在構(gòu)建中！時間膨脹效應(yīng)在視界是如此極端，導(dǎo)致從遙遠的觀察者的點看恒星就像沒有在動就成為了一個時間靜止的黑洞。
吸積盤 如果有東西掉到了黑洞的里面，那么會發(fā)生什么？

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