为什么黑洞会发射粒子流?

黑洞的质量是巨大的,连光子都逃逸不出去,为什么会有射线和粒子流能逃逸出去呢?@Steed @Sheldon @沐右

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12个答案
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Shea科学松鼠会成员,天文学博士

2012-07-29 17:33

  很少有物质会直接掉入黑洞进而消失。稍有偏差,它们就会绕着黑洞转动。随着物质的增多,它们就会在黑洞周围聚集起来。由于在转动,这些物质会形成一个围绕黑洞高速转动的盘,加之黑洞的引力随着距离会变化,因此靠近黑洞的物质其运动的速度要远远超出外围的。这一运动速度上的不一致就会产生剧烈的摩擦,从而使得物质被加热到数百万度的高温,于是黑洞附近的物质就会发出极为明亮的辐射。

  更糟糕的是,磁场会驱动物质从中心向垂直于盘的两侧喷出。这两条喷流的发源地就在黑洞的外围,但在几百万甚至数十亿光年之外都能被看见。

  连光都无法逃逸的黑洞却通过吞噬物质成为了宇宙中最明亮的天体。

扩展阅读
《黑洞吸积》:http://bolide.lamost.org/articles/article116.htm
《黑洞存在的证据》:http://bolide.lamost.org/articles/article21.htm

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这个首先要区分天体物理意义的黑洞和理论物理上的黑洞两个概念。现在有较多观测证据支持的是前者,亦即天体物理黑洞。具体又可以分为恒星质量级黑洞(约数个太阳质量),貌似经常是在双星系统中被观测发现。这些黑洞通过吸积伴星物质形成吸积盘(一般此时黑洞都有角动量),机制如一楼@shea所讲,通过吸积盘抛射高能粒子和X射线。再者就是星系级黑洞,一般处在星系(比如银河系)或者活动星系核(AGN)中间,机理大致也是通过吸积盘抛射物质。值得注意的是,至今还无法直接观测到这些吸积盘核心处的黑洞(比如黑洞视界),因此这里黑洞的存在主要是通过构建的吸积盘模型中由黑洞提供引力效应推测出来的。因此称为天体物理意义上的黑洞,尽管吸积盘模型还谈不上十分成熟。
另一种理论物理意义的黑洞,是具备霍金辐射的黑洞。当将霍金辐射这一概念加到纯粹由爱因斯坦引力场方程给出的黑洞(此即天体物理黑洞所备)上时,黑洞便具备了温度。但由于黑洞温度对应的黑体辐射波长大约和黑洞视界半径同等量级,因此要让黑洞的霍金辐射强到能抛射高能粒子(比如电子),黑洞线度要到纳米量级甚至更小。但这样的黑洞尽管很小,但质量仍旧还是很可观的(可达近万亿吨级),这样的黑洞至少目前还无法在实验室制备,也尚且没有在天文观测中发现(一种可能这种微黑洞会在宇宙形成初期被制备出来,此所谓“原初微黑洞”,目前比较热门)。值得指出的是,黑洞的霍金辐射至今尚且没有得到实验证实,而小尺度下的引力(或者时空)性质是否仍旧如爱因斯坦广义相对论的预测,尽管在远大普朗克尺度(10^-33m)上人们大多比较乐观,但目前小尺度下对引力定律的直接验证还并不够强(目前还没有突破微米量级),因此是否一定存在能够直接霍金辐射出高能粒子的黑洞,目前还不好确定。

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支持者: 侧卫007

那是在黑洞外面发射的。

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支持者: 好困啊

高速移动的物体不会直接被黑洞捕获
而是绕着黑洞进行 高速转圈运动
黑洞的吸引力 不是固定的 是随着黑洞自身重量的变化 变异着
所以这些物体的运动轨迹 很不规律 会发生大量的碰撞事故。
所以黑洞的周围才会发射出 各种射线

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支持者: 溯鹰

首先任何物质都会有熵,黑洞也有,其外在表现就是黑洞有温度...
有温度就一定会对外辐射...
黑洞的对外辐射来自于其视界(黑洞的边界,在此边界内的所有物质均不能逃逸);每一时刻,空间中都会产生大量的实虚粒子对,在普通情况下这些粒子对会直接湮灭,而在黑洞视界上,黑洞可能会将粒子对中的虚粒子吞没,实粒子就此逃逸,形成黑洞的辐射...

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大约是因为量子力学的不确定性 黑洞视界边缘生成的正反粒子相互分离 一个坠入黑洞 一个逃逸出视界范围 具体参考霍金的黑洞理论

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霍金的黑洞湮灭理论啊。。不记得是果壳中的宇宙还是时间简史里面说的了。。。大概就是说黑洞也是有温度的,有温度就必定有辐射和能量散发,黑洞越小温度越大越容易蒸发,但是黑洞里面东西无法逃逸出来。宇宙中到处都有虚粒子跟实粒子产生,产生就相互湮灭,就等于什么都没有,但是在黑洞周围虚粒子和实粒子产生,虚粒子就掉入黑洞实粒子就以辐射的形式散发出来,掉入黑洞中的虚粒子会和黑洞里面的实粒子湮灭,使黑洞质量减少,这就是黑洞会蒸发的原因

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想知道你怎么知道黑洞能发射离子的,你探测用仪器?

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火星研究家行星科学博士/轮滑教育家/音乐爱好者

2012-12-10 18:31

微观物体说摩擦?

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有个原理叫物质不灭原理吧,物质不可能凭空产生消失,就算是宇宙大爆炸之前(假设大爆炸理论成立)的创生,也肯定是基于某种我们现在未知的东西产生的,我觉得真正的“创生”是不存在的,所以呢,黑洞之所以能存在,它就应该(不确定)遵循普适原理,它就不可能只“吞”不“吐”,在摄取一个基本粒子同时奇点内界会返还外界一个对等的粒子,至于刚坍缩后返还的,应该来自于末期的恒星吧,毕竟黑洞尽头有什么现在谁也不确定,目前的科学还不发达,未知的东西还太多太多…………

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当空间中产生一对正、反粒子,那么这一对粒子构成一个体系,满足动量守恒,当其中一个粒子被黑洞吸引过去时,根据动量守恒,另外一个粒子则会往反方向离去,看起来就好像是黑洞发射粒子一样...
纯属本人理解...

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