趣谈科学如果宇宙质量为王,那为什么靠近小黑洞更容易被撕碎?( 三 )
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图:可视化真空量子能
真空量子能在非弯曲(曲率为0)的真空空间中产生的粒子对是一样的 , 曲率不同则不同 , 曲率差异越大 , 真空量子能差别越大 , 这就是霍金辐射的真正来源 。
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图:在不同曲率中产生不同能量的粒子对 , 当粒子对的其中一个粒子掉入黑洞 , 带有不同的能量差的正反粒子发生碰撞就会释放出光子
这意味着 , 如果我们想要最显著、最亮、能量最大的霍金辐射 , 就要找到的质量最低 , 视界的空间曲率最强的黑洞 。 如果拿M87中心黑洞与这种理想黑洞相比较 , M87会比它:
温度要低数十亿倍
亮度降低了约20个数量级
蒸发时间要长30个数量级
从数据可以发现如果存在这样的宇宙中曲率最大的中质量最低的黑洞 , 或许我们可以建造灵敏的实验室来测试爱因斯坦广义相对论的极限 。
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图:宇宙中最小黑洞臆想图
综上所述可以得到一个非常反直觉的结论 , 宇宙中质量最小的黑洞比星系中心的超大质量黑洞空间扭曲更严重 。 弯曲空间不仅仅是你在一个地方有多少质量 , 因为半径受视界限制 。 最小的视界是存在于质量最小的黑洞 。 对于像潮汐力或黑洞衰变这样的度量 , 是否靠近中心奇点甚至比整体质量更重要 。
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图:星系中心黑洞
同时我们也能因此知道测试广义相对论以及寻找量子引力的最佳观测对象应该为最小的黑洞 。 目前人类所知的最低质量黑洞来自于中子星合并形成的黑洞 , 只有太阳的2.5到3倍 。 最小的黑洞是空间扭曲程度最大是我们对宇宙理解的下一个重大突破的关键所在 。
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