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你知道黑洞的“三根毛”吗?

2016年11月09日 19:57:25   来源:科普中国

   1910年11月10日,浙江海盐诞生的一名婴儿,后来成了闻名全国的漫画家。他就是张乐平。他创作的“三毛”形象,给几代少年儿童带来了欢乐和思索。文革后期,张乐平调到少年儿童出版社,为我们创作了《三毛爱科学》等系列连环漫画。

  明天又是11月10日,就让我们用一篇与“三毛”有关的科学小文,来纪念这位热爱孩子,热爱生活的老朋友。

  一颗垂死的巨大恒星不断坍缩,直到成为一个黑洞,这时,它在自身的强大引力作用下还会继续收缩,最终其全部物质将被挤压到一个单一的点上。这个点称为黑洞的“奇点”,那里的物质密度和压力都变成了无穷大。

  这类黑洞的结构很简单:一个视界包围着一个奇点。

  应该注意的是:尽管人们经常把视界称为“黑洞的表面”,其实在这个“表面”上并不存在任何有形的东西。

你知道黑洞的“三根毛”吗?

  早在1916年,德国天文学家卡尔?施瓦西已经弄清这类天体的性质,因此后来它又被称为“施瓦西黑洞”。

  施瓦西黑洞都是球状的。假如太阳收缩成为一个施瓦西黑洞,那么它的半径就只有3千米了。这时,它的物质受到极度的挤压,密度将会大得难以想象:6万亿吨每立方厘米,一粒芝麻那么大小的东西就有上百亿吨重!

  球状的施瓦西黑洞既不自转,也不带电荷,是最简单的黑洞。

  另一方面,最复杂的黑洞是既有质量又带电荷,同时还在自转的黑洞。

  因为极其强大的引力把黑洞的一切细节都摧垮了,所以远方的观察者最多只能探测到黑洞的三个物理量,即质量、电荷和表明黑洞自转快慢的角动量。科学家把这种情况称为“黑洞无毛”,意思是说黑洞没有任何繁琐、复杂的细节。

  在中国,因为无人不知《三毛流浪记》中那个可爱的小三毛,所以大家经常半开玩笑地把质量、电荷和角动量称为黑洞的“三根毛”!

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