黑洞有可能被摧毀吗?- 法比奥·帕古驰
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0:07 - 0:12黑洞是宇宙最具破坏性的物体之一,
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0:12 - 0:16任何太靠近黑洞中心奇点的物体,
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0:16 - 0:19无论是小行星,行星还是恒星,
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0:19 - 0:24都有被其巨大引力场摧毁的危险。
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0:24 - 0:29如果接近黑洞的物体
恰好穿过黑洞的事件视界, -
0:29 - 0:32它将会消失,永不再出现,
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0:32 - 0:36此过程中,黑洞质量增加,
而且黑洞半径扩大。 -
0:36 - 0:39没有任何扔向黑洞的东西
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0:39 - 0:41会对它造成一点损害
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0:41 - 0:44即使另一个黑洞也无法摧毁它——
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0:44 - 0:47这两个黑洞只会合成一个更大的黑洞,
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0:47 - 0:52此过程中释放出一点引力波能量。
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0:52 - 0:53理论证明,
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0:53 - 0:56在遥远的将来,
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0:56 - 0:59黑洞会组成整个宇宙。
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0:59 - 1:05然而有一种方法
可能可以摧毁或“蒸发”这些黑洞。 -
1:06 - 1:07如果那个理论可靠,
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1:07 - 1:10我们只需要等待。
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1:10 - 1:111974年,
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1:11 - 1:14斯蒂芬·霍金提出
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1:14 - 1:17一个可能导致黑洞
逐渐失去质量的过程: -
1:17 - 1:20霍金辐射学说。
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1:20 - 1:25这个理论基于一种
真空量子波动的已知现象。 -
1:25 - 1:27根据量子力学,
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1:27 - 1:33时空中的一个点在多个
可能的能量状态之间波动。 -
1:33 - 1:37这些波动是由虚粒子对的
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1:37 - 1:40不断产生和湮灭所造成的,
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1:40 - 1:44虚粒子对由粒子
和带相反电荷的反粒子组成。 -
1:44 - 1:49通常两者出现后不久
就会相互碰撞和湮灭, -
1:49 - 1:50总能量不变。
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1:51 - 1:57但它们出现在黑洞
事件视界时会发生什么呢? -
1:57 - 1:59如果它们恰好位于视界边缘,
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1:59 - 2:02一个粒子可能会逃脱黑洞引力,
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2:02 - 2:04而另一个坠入黑洞。
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2:04 - 2:07黑洞视界边缘内的粒子
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2:07 - 2:10会中和另一个带相反电荷的粒子,
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2:10 - 2:13从而减少黑洞的质量。
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2:13 - 2:15对外部观察者来说,
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2:15 - 2:19就好像黑洞发射了逃逸粒子。
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2:19 - 2:25因此,除非黑洞继续
吸收外部物质和能量, -
2:25 - 2:30它将以极其缓慢的速度蒸发粒子。
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2:30 - 2:31有多慢呢?
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2:31 - 2:36黑洞热力学给出了答案。
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2:37 - 2:42日常物体或天体
向周围环境释放能量, -
2:42 - 2:44我们把其感受为热量,
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2:44 - 2:47并且根据释放的能量
来测量它们的温度。 -
2:47 - 2:49黑洞热力学认为,
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2:49 - 2:53我们也可以类似地
定义黑洞的“温度”。 -
2:53 - 2:56该理论认为,黑洞质量越大,
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2:56 - 2:58其温度越低。
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2:58 - 3:00宇宙最大的黑洞,
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3:00 - 3:06其温度为10的负17次方开尔文,
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3:06 - 3:09非常接近绝对零度。
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3:09 - 3:13而一个与灶神星
同质量的黑洞的温度, -
3:13 - 3:16则接近200摄氏度,
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3:16 - 3:20它以霍金辐射的形式,
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3:20 - 3:23向寒冷的外部环境释放大量能量。
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3:23 - 3:25黑洞越小,
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3:25 - 3:27其燃烧得更加炽热——
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3:27 - 3:30而且很快就会烧光。
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3:30 - 3:31到底多快呢?
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3:31 - 3:32好吧,别期望太高。
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3:32 - 3:37首先,多数黑洞聚集
或吸收物质和能量的速度 -
3:37 - 3:40远远大于发出霍金辐射的速度,
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3:41 - 3:45即使一个与太阳质量
相同的黑洞停止了聚集物质能量, -
3:45 - 3:49它也需要10的67次方年——
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3:49 - 3:53也就是比现在宇宙的年龄更长的时间——
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3:53 - 3:55才能完全消失。
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3:55 - 3:59当黑洞达到230公吨左右时,
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3:59 - 4:02它只会再生存一秒。
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4:02 - 4:04在最后一秒,
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4:04 - 4:07它的事件视界变得越来越小,
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4:07 - 4:11直到最终将所有能量释放回宇宙。
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4:11 - 4:15虽然人们从未直接观察到霍金辐射,
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4:15 - 4:20但一些科学家认为,天空中
探测到的某些伽马射线闪光 -
4:20 - 4:22就是是远古时期形成的、
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4:22 - 4:27小的原始黑洞最后一刻的痕迹。
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4:28 - 4:32最终,在未知的遥远未来,
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4:32 - 4:36宇宙会成为冰冷、黑暗之所。
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4:36 - 4:38但如果霍金辐射的理论是正确的,
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4:38 - 4:39在那发生之前,
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4:39 - 4:44可怕而神秘莫测的黑洞,
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4:44 - 4:48将在最后的荣耀之火中湮灭。
- Title:
- 黑洞有可能被摧毀吗?- 法比奥·帕古驰
- Speaker:
- 法比奥·帕古驰
- Description:
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观看完整课程:https://ed.ted.com/lessons/can-a-black-hole-be-destroyed-fabio-pacucci
黑洞是宇宙中最具破坏性的物体之一。任何太靠近黑洞的东西,无论是小行星、行星还是恒星,都有被黑洞巨大引力场摧毁的危险。据某些说法,宇宙最终可能完全由黑洞组成。但有没有办法摧毁黑洞呢?法比奥·帕古驰深入研究了这种可能性。
课程讲解:法比奥·帕古驰,动画制作:Provincia工作室。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:49
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