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「黑洞係橙色嘅?」*淺談乜嘢係黑洞

(*CCTVB新聞講嘅,好似係。PS:黑洞當然唔係橙色啦!
光環中間暗咗嘅地方先係黑洞,幅圖啲顏色亦係為方便理解,人工加上去。
詳細可以睇番友page《小林斯洛過勞死物理學家的女僕龍》嘅講解[1])

最近最hit嘅物理學話題當然就係黑洞(black hole)啦!冇幾耐之前,事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope, EHT)團隊開記者會發表咗位於M87,又叫室女A星系中心超巨形黑洞(supermassive black hole)嘅成像相片,科學家終於第一次直接觀察到黑洞,「影到」佢嘅真身啦[2]!鑑於全球(包括極端功利主義、科學=晒銀時嘅香港)都講同關注哩個話題,等小弟都趁風講吓黑洞啦!不過唔同一般其他報導同近期嘅相關科普文,今次小弟想講吓乜嘢先係黑洞同釐清一般人對黑洞嘅常見誤解。

黑洞其實係一個「禿頭」嘅波

一聽到黑洞,乜嘢黑洞奇點(black hole singularity),唔知點解好多人腦海入面就會浮現好多FF,好似一入咗黑洞就可以脫離物理世界束縛,任意違反物理定律,甚至去咗第二個完全唔一樣嘅平行宇宙咁。


(Credits: cheezburger.com, https://cheezburger.com/6102351104/event-horizon)

事實物理學家口中所講嘅黑洞真係咁?當然唔係啦!首先,黑洞係3維,唔係一個2維嘅「窿」嚟。就好似《Interstellar》套電影模擬嘅黑洞咁,黑洞係一個3維嘅「窿」,一個黑色嘅球體。之所以睇嚟係黑色係因為黑洞嘅重力強大到會產生出(2維嘅球面)事件視界(event horizon),一條會將宇宙時空從此永遠分割開嚟嘅邊界,任何物質包括光在內一跌入哩個邊界都走唔甩。正確嚟講事件視界先係黑洞嘅本體,如果一個天體冇事件視界嘅話物理學上其實唔可以叫黑洞#。如果附近有物質/光(曾經有都得),咁喺黑洞事件視界外圍就會有光子球層(photon sphere)—即係光圍繞黑洞公轉,好似地球圍繞太陽公轉咁由光形成嘅球面層,同物質、氣體被黑洞吸食而發生劇烈碰撞、發生強光嘅吸積盤(accretion disk)出現。詳細有關M87黑洞幅成像相入面啲特徵嘅描述及背後形成原因可以睇下面《Veritasium》嘅短片(中文字幕):

https://youtu.be/zUyH3XhpLTo

#所以霍金晚年先會因為黑洞火牆(black hole firewall)爭論,改口話現實世界黑洞可能唔存在,只有擁有表觀視界(apparent horizon)嘅灰洞(grey hole)存在 [3, 4]
Good2Bad1
2019/04/29, 9:13:35 晚上
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本貼文共有 18 個回覆
講真睇完都係唔明


小弟寫得唔好
不如大家講吓有乜唔明啦
例如係邊到講得唔清楚定唔明點解係咁

其他舊理論都明,新嘅黑洞火牆論就無乜留意.
#112019/05/02, 4:48:25 下午
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睇咗陳志宏個科學新知,聽佢講都幾易明,仲牛河識唔識佢?
#122019/05/02, 5:32:56 下午
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事件視界是乜
#132019/05/02, 7:17:00 晚上
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睇咗陳志宏個科學新知,聽佢講都幾易明,仲牛河識唔識佢?


唔識,連佢本身做邊範研究都唔知(佢好似只係講師,冇做研究好多年
淨係睇過吓佢啲節目,係唔錯,不過有時佢某啲講解好似唔係太啱,尤其涉及宇宙學同理論物理學時
不過香港有人肯喺大眾媒體講吓哩啲題目已經好好,雖然個人覺得如果唔太熟個題目嘅話其實最好避免講太多
#142019/05/02, 9:15:45 晚上
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睇咗陳志宏個科學新知,聽佢講都幾易明,仲牛河識唔識佢?


唔識,連佢本身做邊範研究都唔知(佢好似只係講師,冇做研究好多年
淨係睇過吓佢啲節目,係唔錯,不過有時佢某啲講解好似唔係太啱,尤其涉及宇宙學同理論物理學時
不過香港有人肯喺大眾媒體講吓哩啲題目已經好好,雖然個人覺得如果唔太熟個題目嘅話其實最好避免講太多

我都係見有啲咁易入口嘅科普節目至睇
#152019/05/02, 9:39:59 晚上
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事件視界是乜


事件視界=將宇宙時空隔開成兩部分,而其中一部分入面嘅任何事件都唔會影響到另一部分任何嘢時嘅嗰條邊界
好似黑洞個例子,逃逸速度=光速嘅2維球面邊界就係事件視界,因為一過咗就永遠走唔甩困住喺入面(唔考慮量子力效應),你喺外面永遠睇唔到入面發生𡁵乜嘢
#162019/05/02, 9:58:43 晚上
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講真睇完都係唔明


小弟寫得唔好
不如大家講吓有乜唔明啦
例如係邊到講得唔清楚定唔明點解係咁

唔係你寫得唔好

係裡面講既物理詞語本身就唔識

利申: ce物理 fail
#172019/05/03, 12:28:21 中午
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講真睇完都係唔明


小弟寫得唔好
不如大家講吓有乜唔明啦
例如係邊到講得唔清楚定唔明點解係咁

其他舊理論都明,新嘅黑洞火牆論就無乜留意.


黑洞火牆論小弟其實都唔係好識,淨係知同黑洞資訊悖論有關
好似係話當一個黑洞夠老,放出一大半霍金輻射後,佢再之後放出嘅霍金輻射會同量子力學出現矛盾
因為嗰時因為真空起伏喺事件視界放出嘅霍金輻射佢哋理論上會同事界外好早之前放出嘅霍金輻射、同時間跌入事界內嘅粒子成量子糾纏態
但係後面講嗰兩個系統係完全獨立,冇糾纏。即係話出現咗一個量子糾纏態佢可以同時量子糾纏兩個獨立系統,哩樣量子力學係唔容許
https://www.youtube.com/watch?v=XE5PNbsUERE
利申:唔識
#182019/05/03, 2:43:29 下午
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