黑洞的寿命有多长时间?为什么?
▍≃黑洞的寿命有多长时间?为什么?
黑洞是恒星的最终归宿,一般人会认为黑洞会永远存活下去,但黑洞的霍金辐射却表明,黑洞也有寿命,黑洞的寿命和其质量有关,质量越大的黑洞寿命越长,质量越小寿命越短。这和动物世界差不多,大型动物普遍寿命长一点,小型动物普遍短一点,微型动物细菌什么的几个小时就生老病死全套走完了,其实整个宇宙莫不如此。
那么寿命最长的黑洞能存在多久,最短的又能存在多久呢?
在霍金证明黑洞能发出辐射之前,黑洞被认为只会贪婪地吸取周围的一切,甚至连光都不放过,不会发射出任何东西,因而所有落入黑洞的物质和信息都不能出来,黑洞的最终命运是什么谁也不知道。这就带来一个问题,既然我们无从得知黑洞最终会怎样,我们又如何知道宇宙最终会走向什么方向呢?
霍金认为,在真空中由量子涨落产生的虚粒子对,其中一颗有可能在湮灭之前落入黑洞,另一颗就必然会被提升为实粒子。这就违背了能量守恒定律,因此这颗粒子的质量一定是从黑洞本身质量而来,这样黑洞就形成了一种辐射,这种辐射以霍金的名字被命名为霍金辐射。
一般黑洞由于不断吸取周围的物质,吸收的物质比发出的要多得多,因而可以存活非常长的时间。科学家们测算,一般恒星死亡产生的黑洞可以存活10^66年,而超大质量黑洞则可以活10^99年,所以宇宙的归宿至少得等所有的黑洞都蒸发掉才会明朗。
而小黑洞则辐射的能量比吸收的多,因而会逐渐失去质量。大爆炸模型表明,大爆炸后最初的一小段时间有着极高的温度与压强,因而物质密度的简单波动就可能形成原初黑洞,但我们迄今没有发现这类黑洞,很有可能就是因为它们质量太小,到现在已经蒸发殆尽。理论认为,大型强子对撞机也可能产生微型黑洞,但这类黑洞质量极小,在产生的瞬间就会蒸发,因而不会对地球造成任何威胁,所以也不会带来世界末日。
由于黑洞的质量可以是普朗克质量以上的任何质量,所以最小黑洞的质量应该和普朗克质量差不多,那么它的寿命差不多也就是普朗克时间稍长一点吧,5.39X10^-44秒,小到你连人生都无法怀疑。
需要说明的是,霍金辐射是第一个令人信服的量子引力理论,但目前还未实际观察到霍金辐射的存在。霍金曾经说过,如果能验证霍金辐射确实存在,他就可以得诺贝尔奖了。
▍✧黑洞的寿命有多长时间?为什么?
黑洞的寿命有多长时间?为什么?
看到题主的这个提问,网名辰悟网友,首先愿给题主正当的求知欲点个赞!
说道题主提出的这个话题,这应该是一个,人类至有文明诞生以来至今,就是人类有文化知识,有思想学识意识的人们,或多或少,都会在想象中,力求多了解一点的永久话题了!也正是有了人类这种求知欲的代代传承,人类才有了今天这种,让人类科技,一步步接近对宇宙星系,恒星星体、行星地宇的了解的。要说黑洞的寿命有多长;网友作为一个业余的天文知识爱好者,今天在这里说的,也只是平时看一点天文知识的书籍,和现在没事时,喜欢在手机网上看了一点这方面的话题,也来这里哒吧的!
黑洞的寿命有多长,以当前科技对宇宙星系演变的了解,简单的说,不同星系星体黑洞的寿命,多数都在以有限于无限的发展中演变着。只所以这样说,这主要是现在的人类宇天科技,了解到宇宙天体内的星系体黑洞,和星系黑洞的数量太多太多,太大小不一,太多了。
现代科技宇天科学家,以有较为可信的科学论述证明了咱们的银河系和银河系黑洞,在宇宙中以生存130多亿年了!宇天科学家还初步了解到,宇宙空问内,比银河系大千百万倍、上亿倍带有众多黑洞的星系多的是。
比银河系小的带有众多数量不一黑洞的星系,也同样多的是。
银河系,在宇宙空间内上万亿带有众多黑洞的星系中,只是一团中等大小的星系团队。可银河系这样一团中等大小的星系团中,就有几百万个带有大小不等的黑洞团,和恒星数量不等的星系分团队,都在绕着银河中心黑洞转动着。现代人类宇天(也就是天文)科学家以知,咱们的银河系黑洞的超强正负磁场磁电,带着银河系的众星系团队,在宇宙空间内飞行了130多亿年的历史了。现在的宇天科学家,通过现代科技还经常观察到,星系团黑洞还在宇宙空间内不断,上演着两个星系或者三个星系黑洞团,在相撞相遇的吸食大战着。这种永无休止的生死战斗,是各个星系团的生死经历。
星系团内的超大恒,在经历了干万、上亿、几十亿、上百亿年的演变中,它们成为红巨星最后生死的裂变过程,也在不断上演着,新生的带有黑洞的新生星系体。这些新生的小黑洞星系体,它们的寿命能存活多少年,这就看它们在多少年后,会和别的星系黑洞相遇了。相遇后的生死,就看它们各自的本领了,打败对方者生。被对方打败者死。这就是不同星体星系黑洞寿命的各自归宿。这也是现在和以后很多年内的人类科技难以判定黑洞寿命的实际情况!
说道这里;也算是对前面简单说的,黑洞星系体的寿命是不能统一而论的简单回答吧!谢谢!
▍▤黑洞的寿命有多长时间?为什么?
准确地说,谁也不知道黑洞的寿命,因为理论上黑洞的寿命可以与宇宙相媲美,有一种观点是,黑洞终结的那天就是宇宙的末日!
在很多人眼里,黑洞智慧吞噬物体,它怎么会灭亡呢?简单说,任何天体都有灭亡的一天,黑洞也不例外!
宇宙的物质毕竟是有限的,而且当黑洞大到一定程度就会停止“进食”,在漫长的岁月里(漫长到我们想象不到),通过“霍金辐射”无情的作用,即使强大去黑洞也会慢慢蒸发掉!
霍金辐射是什么?简单解释下,真空并不是“真的空”,根据海森堡不确定性原理,会清空出现一对正反虚粒子,在黑洞事件视界外也是如此。正常情况下正反虚粒子会瞬间湮灭,但有一定几率其中一个粒子被黑洞吸进去,另一个粒子就逃了出来不需要湮灭,那个粒子就获得了能量,从外界看就像黑洞散发粒子一样,就称为“黑洞辐射”!
很多科学家持有这样的观点,黑洞会是宇宙中最后仅存的天体,当黑洞在“霍金辐射”的作用下蒸发掉之后,宇宙归于终结,处于完全的无序状态,时间也停止了!
至于宇宙的终结方式,目前有三种观点,大撕裂,大崩塌和大热寂!
▍☟黑洞的寿命有多长时间?为什么?
本来黑洞的寿命应该是无限的,因为在早期计算中,它是个只吃不吐的怪物,只会不断吸入物质能量,而不会放出任何辐射。既然不会只进不出,当然只有变大的份了,既然只能变大,寿命自然就天长地久了(◔◡◔)
后来有个苏联人发现自转黑洞会往外幅射能量,不过他在与当时的相对论权威基普索恩(就是电影《星际穿越》的科学顾问,去年因引力波发现得了诺贝尔物理学奖的那个)讨论时,被索恩泼了几盆冷水,就放弃了继续研究,然后交给了他的两个研究生继续研究。结果被霍金知道了这事,霍金凭借炒鸡牛鼻的计算能力后来居上,先于两位研究生发表了计算结果,后面的事大家都知道了,这个现象被以霍金的名字命名为霍金辐射。但霍金也确实不负众望,他不单漂亮地证明了自转黑洞能产生辐射,同时任何不自转的黑洞也能产生辐射。
并且他也给出了具体的计算公式,目前这条霍金辐射的计算公式就刻在霍金对墓碑上。
看不清来张特写:
T=(hc³)/(8πGMk)
注意,这里的T并不是表示时间,而是表示温度(temperature)_(:D)∠)_可以看到黑洞的温度是与其质量成反比的,温度越高意味着辐射越高,当然这些辐射并不是从视界内发出的,而是从视界外发出的。这个在很多霍金辐射的科普文里有介绍在此就不多作解释了。
而黑洞的辐射温度决定了黑洞的寿命,温度越高辐射能量就越大,黑洞蒸发就越快寿命也就越短了。我找到的数据是:
一个太阳质量的黑洞辐射的温度大约60nK,远低于宇宙微波背景辐射的温度,也就是它在目前的宇宙背景温度下质量只增不减。
一个月球质量的黑洞辐射的温度大约2.7K,刚好相当于宇宙微波背景辐射的温度,所以它刚好在平衡状态,在霍金辐射下质量既不增也不减。
只有少于这个质量的黑洞才会在目前的宇宙背景下蒸发,这小于月球质量的黑洞只能在大爆炸初期产生,现在应该已经死得差不多了(◔◡◔)
所以问题答案是:黑洞的寿命不确定,要根据质量、背景温度、周围物质丰度等诸多因素综合计算。反正随便一个恒星级黑洞的寿命都比目前的宇宙年龄长。
▍▫黑洞的寿命有多长时间?为什么?
宇宙中的天体有生必有亡,即便是黑洞也会有寿终正寝的那一天。不过,黑洞号称有进无出,就连光都能吞噬,那它们是如何毁灭的呢?
虽然黑洞似乎是无所不吞,但有一种现象可以从黑洞那里带走质量,这就是霍金辐射。在量子力学看来,绝对真空是不存在的,其中会产生一对能够相互湮灭的虚粒子对。如果这种事件发现在黑洞表面,那么,负能反粒子会被黑洞的引力拽到黑洞内部,而正能粒子这会带着黑洞的质量逃到远方,从而产生霍金辐射。
因此,如果没有物质被黑洞吞噬,那么,黑洞的质量就会逐渐降低,直至在空间中完全蒸发殆尽。通过理论推导可得如下的黑洞寿命公式:
上式中,除了黑洞质量M是变量之外,其他参数——万有引力常数G、约化普朗克常数ћ、光速c,均为常数。可见,黑洞的寿命与其质量呈正相关。更明确地说,黑洞通过霍金辐射蒸发掉的时间跟它质量的三次方呈正比例关系,所以质量越大的黑洞寿命也就越长。
从目前的观测结果来看,恒星级黑洞是最小的黑洞,它们的质量下限是太阳质量的3倍。通过计算可知,最小的恒星级黑洞所拥有的寿命至少长达5.66×10^68年。相比之下,宇宙诞生到现在才过去了138亿年,所以宇宙中还没有哪个恒星级黑洞已经蒸发掉。不过,理论上,早期宇宙中可能产生过一些质量很小的原初黑洞,它们或许早就通过霍金辐射而从宇宙中消失。
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