Black Holes Explained – From Birth to Death
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0:00 - 0:03黑洞是这世上最奇怪的事物之一
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0:03 - 0:07它们的存在似乎毫无道理可言
它们是如何产生的？ -
0:07 - 0:09如果你跌进一个黑洞会发生什么？
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0:16 - 0:20恒星是由巨量的原子组成
其中大部分是氢原子 -
0:20 - 0:23它们诞生于气体云在自身重力下的坍缩
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0:23 - 0:27在核心里，氢会经由核聚变转换成氦
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0:27 - 0:30释放出巨大的能量
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0:30 - 0:33这种能量以辐射的方式对抗引力
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0:33 - 0:37这两种力量以一种微妙的方式维持平衡
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0:37 - 0:41只要核内存在聚变，恒星就能保持相对稳定的状态
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0:41 - 0:44但是对于那些质量远超过太阳的恒星
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0:44 - 0:48它们核内的热量和压力使得它们融合成更重的元素
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0:48 - 0:50直到铁元素的生成
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0:50 - 0:55与之前生成元素不同，聚变生成铁
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0:55 - 0:56并不产生任何能量
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0:56 - 1:00铁元素在恒星内部不断生成，直到其数量达到临界值
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1:00 - 1:04辐射和引力之间的平衡突然被打破
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1:04 - 1:06核心坍缩
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1:06 - 1:09转瞬之间，恒星内爆
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1:09 - 1:12以1/4光速
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1:12 - 1:14向核内填入更多质量
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1:14 - 1:18宇宙中那些更重的元素在此刻产生
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1:18 - 1:22而恒星在超新星爆炸中终结
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1:22 - 1:26爆炸或许会产生一颗中子星，但如果恒星的质量足够大
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1:26 - 1:30整个内核会坍缩形成一个黑洞
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1:30 - 1:35如果你看向一个黑洞，你其实看到的是视界线
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1:35 - 1:37任何东西想要穿越视界线
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1:37 - 1:40需要比光速更快的速度才能逃脱
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1:40 - 1:42换句话说，这不可能
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1:42 - 1:46所以我们只看到一个不反射的黑色球体
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1:46 - 1:49但是如果黑洞的“黑”字代表视界线
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1:49 - 1:52“洞”字代表什么？
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1:52 - 1:54奇点
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1:54 - 1:56我们并不确切知道它是什么
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1:56 - 2:01奇点的密度也许是无穷大，意思是它所有的质量都集中在
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2:01 - 2:04空间内一个没有表面没有体积的点上
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2:04 - 2:06或者是其它完全不同的东西
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2:06 - 2:09目前，我们不清楚
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2:09 - 2:11这就像除以零一样让人费解
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2:11 - 2:15另外，黑洞并不像吸尘器一样吸东西
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2:15 - 2:18如果我们把太阳换成一个质量相等的黑洞
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2:18 - 2:19地球不会有什么大变化
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2:19 - 2:21除了我们肯定会被冻死
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2:21 - 2:25如果你跌进一个黑洞会发生什么？
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2:25 - 2:28黑洞的周围时间流逝会不同
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2:28 - 2:32从外部靠近视界线时你的动作会慢下来
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2:32 - 2:34你的时间变慢
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2:34 - 2:37在某一刻，你看起来像是在时间里冻结了
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2:37 - 2:39慢慢变红，然后消失
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2:39 - 2:42而以你自己的视野，你可以看到宇宙的其它部分
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2:42 - 2:45像是快进一样，你可以看到未来
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2:45 - 2:48目前，我们不知道接下来会发生什么
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2:48 - 2:50不过我们觉得有两种可能性
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2:50 - 2:53第一种：你死的很快
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2:53 - 2:56黑洞极致地扭曲空间，以至于一旦你穿越视界线
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2:56 - 2:58就只剩下一个可能的方向
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2:58 - 3:01就是字面上的意思：视界线内部
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3:01 - 3:04你只有一个方向可走
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3:04 - 3:09就像是在一个异常狭窄的通道内，每前进一步都没有回头路
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3:09 - 3:11黑洞内的质量太巨大
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3:11 - 3:15在某一点，即使只有微小的几厘米的距离
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3:15 - 3:18也会使得引力值产生数百万倍的差距
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3:18 - 3:19而这会发生在你的身体不同的部位
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3:19 - 3:23你身体内的细胞会被扯裂，你的身体也会被拉伸
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3:23 - 3:26直到你变成一条一个原子宽度的热流
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3:26 - 3:29第二种：你死得非常快
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3:29 - 3:32在你穿越视界线后，很快会撞到一堵火墙
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3:32 - 3:35然后瞬间挂掉
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3:35 - 3:38无论哪种可能都不会让人觉得很愉快
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3:38 - 3:41你死得有多快取决于这个黑洞的质量大小
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3:41 - 3:45小一些的黑洞会在你进入视界线之前就干掉你
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3:45 - 3:48而在超级大黑洞里，你也许能够旅行
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3:48 - 3:49更久一点
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3:49 - 3:52根据经验，离奇点越远
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3:52 - 3:54你活的越久些
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3:54 - 3:56黑洞有不同的大小
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3:56 - 4:00有与恒星质量差不多大小的黑洞，质量只比太阳大几倍
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4:00 - 4:02直径堪比小行星
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4:02 - 4:04也有超大质量黑洞
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4:04 - 4:06存在于每一个星系的中心
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4:06 - 4:09壮大了几十亿年之久
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4:09 - 4:15目前，已知的最大超质量黑洞是S5 0014+81
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4:15 - 4:18其质量是太阳的四百亿倍
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4:18 - 4:22直径有2367亿公里
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4:22 - 4:26是从太阳到冥王星距离的47倍
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4:26 - 4:30这么强大的黑洞，其最终的结局却是蒸发
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4:30 - 4:32其过程称为霍金辐射
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4:32 - 4:35理解这个过程，我们需要聚焦真空
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4:35 - 4:39真空并不是真的什么都没有，它充满虚正反粒子
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4:39 - 4:42从真空中产生并彼此湮灭
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4:42 - 4:44而当这个过程正好发生在黑洞边缘时
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4:44 - 4:47其中一个虚粒子会被拉进黑洞
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4:47 - 4:50而另一个会逃逸变成一个实粒子
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4:50 - 4:53所以黑洞的能量在逐渐消失
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4:53 - 4:55这个过程的发生在刚开始的时候异常缓慢
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4:55 - 4:58随着黑洞变小这个过程越来越快
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4:58 - 5:00当它的质量与一个大型的小行星相等时
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5:00 - 5:02它辐射的热量相当于室温
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5:02 - 5:06当它质量与一座山相当时，它辐射的热量大概与太阳相似
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5:06 - 5:09而在它生命的最后时刻，黑洞辐射消失
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5:09 - 5:12继而产生相当于数十亿核弹量的大爆炸
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5:12 - 5:15不过这个过程非常缓慢
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5:15 - 5:19我们已知的最大黑洞估计需要天文数字的年份才能蒸发光
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5:19 - 5:23这过程太长太长，哪怕最后一个黑洞辐射消失
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5:23 - 5:25也没有一个活人能够见证它
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5:25 - 5:29而且这个宇宙也会在远在那一刻发生前变得不适于生存
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5:29 - 5:31我们的故事还没结束
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5:31 - 5:33我们会上传更多关于黑洞的有趣想法
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5:33 - 5:36我们会在黑洞第二部中继续探索它们
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5:37 - 5:40非常感谢Fraser Cain对于此视频的帮助
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5:41 - 5:44另外，我们在4K做了一些Kurzgesagt壁纸
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5:44 - 5:45壁纸包含各种尺寸
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5:45 - 5:49你可以在Patreon页面下载它们，同时可以帮助我们制作更多的视频
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5:49 - 5:53就像今年12月一样，第一次一个月内上传了三部视频！
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Sheng Yuqiao edited Chinese, Simplified subtitles for Black Holes Explained – From Birth to Death |