一克黑洞有多危险(一克黑洞物质)

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什么是黑体辐射理论

黑体,即完全吸收所有波长电磁波的物体,尽管不反射,却能辐射电磁波,这就是所谓的黑体辐射。理想化的黑体模型如小孔空腔,即使不黑色,也能被视为黑体,例如炼钢炉口的小孔。实际中,发光体如太阳和白炽灯丝,尽管会发光,也按照黑体辐射规律处理。其次,黑体辐射遵循特定的实验规律。

一克黑洞有多危险(一克黑洞物质)

黑洞辐射的思想是基于20世纪伟大理论广义相对论和量子力学的预测,以一种基本的方式依赖于这两者。它推翻了已有的观点,但最终,包括约翰·泰勒在内的许多人都得出如果广义相对论和量子力学的其他观念是正确的,黑洞必须像热体那样辐射。

普朗克辐射定律是物理学中关于黑体辐射的重要理论,它由德国物理学家马克斯·普朗克提出。该定律描述了在特定温度下,黑体在单位时间、空间和波长范围内的辐射能量分布。

也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体。

中子星密度大质量大,一立方厘米重量上亿吨,是什么概念?

而中子星就是除了黑洞之外密度最强大的天体,介于黑洞和白矮星之间,中子星物质被认为是可见物质中密度最大,硬度最高的物质,单位体积的物质质量大到出奇,达到了每一立方厘米重量上亿吨,这可是一个很了不起的数字。

如果我们从中子星上面取下1立方厘米物质,称一下,它可重1亿吨以上、甚至达到10亿吨。这是什么概念呢,它的密度是水的100万亿倍!在“超级电子显微镜”下,普通物质里的原子核和电子,好似宇宙星辰,空旷寂寥。

一克黑洞有多危险(一克黑洞物质)

中子星的密度达到了每立方厘米8^14~10^15克,相当于每立方厘米重1亿吨以上 。此密度也就是原子核的密度。所以一颗中子星可以看作是一个巨大的原子核。这也是目前的物理学能够达到的最大程度了。如果物质再压缩,就是黑洞。而黑洞中物质的存在形式,就是目前的物理学无法解决的问题了。

中子星的质量极大,其密度高达上亿吨每立方厘米。这种密度相当于水密度的百万亿倍。以地球为例,如果地球的密度被压缩到中子星的程度,其直径将缩减至22米。同样,太阳这样的巨大恒星在压缩后,其半径也仅有10公里左右。

中子星的密度为每立方厘米8^14~10^15克,相当于每立方厘米重1亿吨以上 。此密度也就是原子核的密度,是水的密度的一百万亿倍。对比起白矮星的几十吨/立方厘米,后者似乎又不值一提了。

一立方厘米有多大?就是长宽高各一厘米的方块糖般大小。1亿吨,很多人对这个大小没什么概念。以世界上现役最大的航空母舰——美国尼米兹号航空母舰,它的满载重量是10万吨,1亿吨大约相当于1000艘尼米兹号航母的满载重量。由于密度极大,大量的质量聚集在非常有限的空间内,中子星表面的引力场极其强大。

封闭体系的天体,黑洞最大的密度是多少?

正是由于物质因挤压而还原为最小粒子,才使天体密度的增大达到了极限。此时的天体密度之大,即便是光子也无法逃脱。由此,该天体被命名为黑洞。所以,黑洞与其他天体不同,其是由能量构成的,是能量的耗散结构,即能量的聚集。因此,黑洞密度的极限就是量子之间的距离趋近于零,即相当于量子体积的倒数。

由于黑洞内部被设想为一个无限膨胀的史瓦西奇点,因为它是不存在密度极限的,换而言之,它的密度无上限。这是早在上世纪三十年代,史瓦西,爱因斯坦在构建黑洞理论的时候,就已经发现的一个结论了。

目前已知密度最大的物体为黑洞。星球也是由原子组成的,当星球的质量足够大以后,内部引力就会很大,当引力足以把星球上原子外侧的电子压入原子核以后,这颗星球就变成了中子星。中子星的密度为8^14到8^15克每立方厘米。中子星质量增大,再坍缩会成夸克星,夸克星的密度比中子星大几十倍。

天体的演化是逐渐地增大密度,由普通的恒星逐步演变为白矮星、中子星和黑洞。相应的,天体的元素也因压力的增大而不断地降解,由分子、原子和基本粒子直至还原为量子。前者是由量子的运动所形成的封闭体系,属于物质的范畴;后者则是由普朗克常数h定义和定量的最小粒子,具有不可再分的特性,属于能量的范畴。

天体演化的方向,是由低密度逐渐地向高密度过渡。它们分别是恒星、白矮星、中子星和黑洞。当天体演变为黑洞时,其密度非常大。其中的所有作为封闭体系的基本粒子(物质),都被压碎了,还原为不可再分的最小粒子即量子。

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