黑洞可能并不是黑的?

说起黑暗的行星,使人想起黑洞,那么,黑洞到底是不是黑色的呢?
【菜科解读】
2011年8月12日,科学家发现了已知最黑暗的行星。
说起黑暗的行星,使人想起黑洞,那么,黑洞到底是不是黑色的呢?
包括光在内,什么东西都不能从黑洞里面逃脱出来。
所以,黑洞看起来是黑的。
不过,西方有个谚语:“魔鬼在细节里。
”深究黑洞到底黑不黑,已经成为人类开启量子引力之门的一把钥匙。
研究表明,黑洞具有以下性质:(1)平衡状态黑洞的表面重力加速度是个常数,不随表面上的位置而变化;(2)黑洞的能量随表面积的增加而增加,变化率由表面重力加速度决定;(3)不考虑量子效应时,黑洞表面积不会减少;(4)黑洞表面的重力加速度永远大于零,也就是指向黑洞内部。
这些性质,不仅适用于真空中的球形黑洞,也适用于各种其他黑洞。
证明以上四条定律需要很多计算。
不过从黑洞“吃鸡不吐骨头”的本领,我们从力学上也能大致猜到这些性质。
读者朋友是否对以上四条定律感觉似曾相识呢?让我们把“表面重力加速度”换成“温度”,把“表面积”换成“熵”,重新读一遍上面一段话。
我们发现,上面一段话摇身一变,成了热力学第零定律到第三定律!
更让人吃惊的是,黑洞定律和热力学定律之间不仅是相似而已,它们实际上是相同的。
加速度,包括重力加速度,确实能产生温度。
这是因为,量子力学导致真空其实不空。
真空中充满着虚粒子的产生和湮灭。
静止或者匀速直线运动的观察者看不到这些粒子,而加速的观察者是可以看见这些粒子的。
并且加速观察者会发现这些粒子的温度的确正比于观察者的加速度。
“有一份热,发一份光”。
通过“真空不空”,黑洞有温度,会向外发光。
从这个角度,黑洞并非完全是黑的。
不过,黑洞发光的波长和黑洞的半径差不多大,同时功率也小得可怜(除非黑洞本身非常小)。
所以星系中的黑洞所发出的辐射,我们就算用最灵敏的长波天线也接收不到。
但是,黑洞辐射具有重要的理论意义。
既然表面引力真的代表黑洞的温度,那么黑洞的表面积就真的代表黑洞的熵了。
通常,物体的熵是跟体积成正比的,可以量度物体组分间运动的混乱程度。
而黑洞的熵却正比于表面积。
这暗示着,黑洞内部的物理过程,可以完全由黑洞的表面来描述!也就是说,一个三维空间中的系统,可以用一个二维空间中的理论来描述。
这个猜想被称作“全息原理”。
根据这个理论,空间,这个长久以来物理学中最基本的组成部分,或许不是最基本的存在,而可以由其他更基本的概念所取代。
正如读者手中的书是由纸组成的,纸又是由分子、原子组成的一样。
至于什么是组成空间的“分子”和“原子”,以及时间是否也不是基本的概念,这些问题都有待于未来的研究。
2000多年前,古希腊哲学家柏拉图曾经假想过这样的场景:如果人不能自由移动,只能看见自己和别人投射到墙上的影子,那么他们是否会觉得世界上唯一的存在就是这些影子呢?柏拉图一定不会想到,今天的理论物理正朝着他预言的方向发展。
驾驶火星探险车是怎样的体验:像是在骑马
对很多人来说,想要体验驾驶一辆超跑的感觉并不是特别难的事情。
但是并不是每个人都有机会去驾驶NASA(美国航空航天局)最新的SEV(太空探险车)。
重达3吨的SEV是NASA研发的新一代太空探险车,宇宙战舰山本洋子,宇宙进化者系统,宇宙相亲网,宇宙飞船的速度,主要用于在类地星球上行驶,比如火星。
Business Insider的作者Jessica Orwig就体验了一次驾驶SEV的感觉。
整体来说,她觉得驾驶一辆并非用来在地球上行驶的交通工具,有一种脱离地球的体验。
1,这次驾驶体验的场地在美国德州肯尼迪航天中心的Mars Yard(火星后院) 进行。
2,这个地方之所以被叫做火星后院,是因为这里是按照火星表面的地貌来设计的,有小山以及各种障碍物。
3,相比月球探险车,火星探险车要先进的多。
比如这辆车上有一个压力仓,里面有可供睡眠和洗漱的设施,可以让两名宇航员连续14天不用下车。
4,另一个突破是,宇航员的航天服可以放火星探险车的后面,对探险车的内部也能起到保护作用,同时也方便宇航员穿着。
5,因为宇航服里已经有增压处理,穿上宇航服就只要15分钟。
但如果从零开始准备的话,穿宇航服要几个小时。
6,探险车还有另一个入口在侧面,这个入口可以和火星居所相连接,这样宇航员从居所里进入到探险车就不需要暴露在火星上了。
7,尽管火星探险车看起来很笨重,但其实非常灵活。
所有12个轮子都是可以360度旋转的,这也意味着这辆车可以向任何方向形式,比如前进、后退、斜走或者平行移动(如果你觉得侧方停车很难,那这真是个很赞的功能),甚至可以原地旋转360度。
8,这是火星探险车内部摄像头拍摄的画面,因为地面有很多障碍物,所以开这辆车像是在骑马,而不是开一辆特斯拉。
9,这是一个平行移动的画面,被称为"螃蟹行走",这样可以把侧面入口和火星居所对接。
10,因为火星上并没有汽修站,所以这辆火星探险车有12个轮子。
如果一个轮子爆胎,可以将其提升,用剩余的轮子继续行进。
11,有12个轮子,又可以360度移动,你可能会认为这辆车操作起来会很复杂。
但事实正好相反。
这辆车的操作非常简单,它的操作器看起来像一辆卡车的档位杆。
12,因为操作很方便,这样宇航员就有时间查看外部环境(比如前方开到了悬崖边缘),避免危险情况的发生。
13,速度并不是这辆火星探险车追求的终极目标,所以你只能慢慢的开。
宇宙之匙,宇宙大灌篮,金宇宙,宇宙如何运行,宇宙夫夫,为什么要探索宇宙,它的最快时速为10公里,比月球探险车要慢3.5公里/小时。
但是它的配置能让这辆车驶离火星居所200公里的距离,之前到达月球的宇航员最大活动半径还不到10公里。
14,这辆火星探险车还能成为一个避风港。
如果太阳有异常活动导致辐射上升,火星车能保证72小时内车里不受辐射影响。
15,最后,我们再来看一眼电影《火星救援》里的火星探险车。
看起来和NASA的火星探险车很像,毕竟 NASA 也是这部电影的顾问之一。
火星遭流星撞击所产生的地震活动可揭示火
研究人员现在通过两项研究证明,这一事件和同年早些时候探测到的另一地震事件是由一颗流星撞击引起的;研究人员用该次撞击产生的表面波来分析火星壳部的结构。
一颗行星的壳部和幔部结构可为其起源和演化提供有关的重要信息。
沿着行星表浅层面传播的地震波被称为表面波,它们可被用来绘测这些结构特征。
然而,到目前为止,除了地球之外,还没有在任何行星上探测到这种波。
尽管在这颗红色星球上的地震性震动和流星撞击并不罕见,但探测和描述它们一直颇具挑战性。
然而,发生在2021年下半年的两次地震事件的规模特别大。
在第一项研究中,Liliya Posiolova和同事利用火星勘测轨道飞行器拍摄到的火星表面图像证明,这两次事件是由流星撞击引起的。
这些碰撞形成了两个巨大的撞击坑(直径>130米),其产生的表面波回荡于整个火星。
在第二项研究中,Doyeon Kim和同事利用这些表面波(它们是第一次在火星上探测到的表面波)来更好地了解InSight登陆器下方的火星内部结构。
Kim等人发现,火星的壳部比之前推测的要更致密。
这些变化可约束火星壳部的组成、形成和厚度模型。
Yingjie Yang 和 Xiaofei Chen在一篇相关的《视角》中写道:“InSight登陆器预计将在2022年12月结束其运行,因为它的太阳能电池板上积聚了尘埃。
然而,持续对已经记录的地震数据进行研究应能继续做出有关火星结构的新发现。
”