黑洞、重力波與宇宙學
黑洞
黑洞是空間中的一片區域,那裡的物質坍縮得極其緊密,使時空的彎曲變得無法抗拒。在一個叫做事件視界的邊界之內,每一條朝未來前進的可能路徑都只會通向更深處,所以任何東西都無法爬回來,連光也不行。從外面看,它漆黑一團,因為它吞下的任何信號都永遠不會被送回。
可以把時空想像成一張繃緊的橡皮膜,把質量想像成壓在上面的重物。不太重的物體只壓出一個淺淺的凹陷;而黑洞是一個重得讓膜折成無底漏斗的物體,一旦你滑過漏斗口,就再沒有哪一段斜坡平緩到能讓你爬上去。視界處的「逃逸速度」恰好等於光速,而既然任何局部的東西都跑不過光,逃離就成了不可能。
黑洞並非科幻。當大質量恆星耗盡燃料而坍縮時,黑洞便會形成;而質量達到太陽的幾百萬到幾十億倍的巨型黑洞,則盤踞在各個星系的中心。我們透過間接方式看到它們:恆星繞著一個看不見的伴星疾速旋轉,氣體在螺旋落入時熾烈發光;而在2019年和2022年,我們更直接拍到了它在周圍光線中投下的黑暗陰影。
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在事件視界處逃逸速度達到光速,因此沒有任何東西能離開。
黑洞並不是宇宙吸塵器:從遠處看,它的重力與任何同等質量物體的重力毫無二致。若把太陽換成一個同等質量的黑洞,地球的軌道將絲毫不變。
又稱
另見