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    如何区分由反物质和物质组成的黑洞?

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      牛顿

      如何区分由反物质和物质组成的黑洞?

      根据我们现有的理解,我们还不能将反物质的黑洞和正常的由物质组成的黑洞区分开。事实上,如果它们有相同的质量,电荷量,角动量,二者间将没有区别。

      首先,反物质与普通物质一样,除了电荷和一些其他性质被翻转。反物质有正质量,并且以相同的方式受到重力影响。反物质在宇宙中很罕见,因而奇异。但它在遵循物理原则上并不奇异。反物质饼干在人们看来就和普通饼干一样。所以,将反物质引入话题并不会引入任何陌生而奇异的东西。我们可以轻而易举地问出:“由氢气组成的黑洞和氦气组成的黑洞有什么区别?”答案是并没有区别。(只要总质量,电荷量,角动量相同)

      如何区分由反物质和物质组成的黑洞?

      图解 : 位于M87中心的超大质量黑洞,推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上第一张直接对黑洞观测的天文影像,由事件视界望远镜所拍摄,发表于2019年4月10日。

      根据黑洞无毛理论,黑洞有一个有趣的性质。就是所有进入黑洞的信息和结构都会困在里面,与外面的宇宙相隔,甚至很可能被销毁。除了它对总质量、电荷量、角动量的影响。黑洞的总质量决定了其引力强度。当科学家讨论黑洞的大小时,他们指的其实是黑洞的质量。大黑洞有更大的质量,更大的引力,因此它们对周遭事物影响也更大。当物质掉入黑洞,它使黑洞总质量增加。

      如何区分由反物质和物质组成的黑洞?

      图解:大麦哲伦云面前的黑洞(中心)的模拟视图。请注意引力透镜效应,从而产生两个放大,以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部,扭曲成一个弧形。

      黑洞的总电荷量巨顶黑洞产生的磁场力量。当具有与黑洞同极性电荷的物质落入黑洞,黑洞的总电荷量会增加。

      黑洞的总角动量可以描述黑洞以多快的速度旋转。当物质做着相同方向的漩涡运动(而不是直接掉进)进入黑洞,可以增加黑洞的角动能,如果以相反的方向进入黑洞,黑洞的角动能则会减小。

      如何区分由反物质和物质组成的黑洞?

      图解:艺术家笔下的黑洞。

      在史蒂芬·霍金和罗杰·彭罗斯的《空间与时间的本质》一书中,霍金写道:

      由伊斯雷尔、卡特、罗宾逊和我共同证明的黑洞无毛定理表明,在没有物质场的情况下,唯一静止的黑洞是克尔解。这是由质量M和角动能J这两个参数表征的。黑洞无毛定理被罗宾森推广到有电磁场的情形,其中加入了第三个参数,电荷量Q。黑洞无毛定理表明,当一个物体坍缩形成黑洞时,表面的大量信息会丢失。大量的参数描述着坍缩体。这些是物质的类型和质量分布的多极矩。然而,形成的黑洞完全独立于物质的类型,并迅速失去除前两个以外的所有多极矩:单极矩(质量)和偶极矩(角动量)。

      如何区分由反物质和物质组成的黑洞?

      图解:质量达太阳10倍的黑洞之电脑模拟图

      我们无法确切地知道在黑洞中会发生什么,黑洞内的物质可能会凝聚成一个不可分辨的团,或者保持结构但被黑洞巨大的引力困在其中。问题在于,黑洞的中心太小了以至于广义相对论描述的引力效果已经不准确了。我们需要量子理论来精确地描述微观尺度下的物理。但我们还没发展出正确的量子引力理论。因此,我们只有有了精确的量子引力理论才能较好地了解黑洞里面在发生什么。同时黑洞内部被屏蔽,不受所有实验观测影响,使我们的任务更加困难。

      如何区分由反物质和物质组成的黑洞?

      参考资料

      1.Wikipedia百科全书

      2.天文学名词

      3. 八大珊人- wtamu

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