当超大质量黑洞的巨大引力阻止光逸出时,黑洞怎么能引起如此多的能量来照亮它?


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引用德国报纸上的文章《天文学家beobachten erwachendes Schwarzes Loch》

4200万人从Lichtjahre entfernten Polarring-Galaxie NGC 660,内部人Monate Hunderte进入男性祖国。

Erst wenn die MassemonstergroßeMengen Materie verschlucken,werden sie aktiv。贝迪斯二世(Bie diesem Prozess Wize so viel Energie frei),马特里·地狱(Amerie hell aufleuchtet),史密斯·施瓦辛湖(schie im Schwarzen Loch)和施泰因·冯·伊尔(teil von ihr)都在Form von Jets weit ins Weltall hinaus geschleudert wird中。

大致翻译为:

根据数据,这只怪兽位于距离北极圈星系NGC 660 4200万光年的中间,它的活动在短短几个月内就增加了很多。

只有这些物质怪兽吞下大量物质,它们才会变得活跃。这个过程释放出太多的能量,以至于它在黑洞内部消失之前就将物质照亮了。物质的一部分以射流的形式扔到宇宙中。

我的物理老师曾经告诉我,黑洞只是一个很小的,很重的物体,它的引力是如此之大,以至于没有任何东西,甚至没有光也无法逃脱它的引力。SE.astronomy也支持这种解释-如果除了光以外没有其他光以光速传播,那么黑洞又如何将光引入自身?题。

  • 如果“正常”(不是超质量的)黑洞已经可以阻止光逸出,那么被拉入黑洞的物质怎么会产生无法逃脱黑洞重力的能量/光?

  • 一个超大质量的黑洞如何能够吸引物质,而不是能量的光子呢?

  • 另外:为什么被拉入黑洞(即加速了)的物质的一部分抛向了宇宙?我知道为什么可能会对此问题进行分割-据我所知,加速度的增加是二次方的,也就是说,实际加速度的差异取决于位置,因此可能会很大,以致无法将其合并在一起。但是我不明白为什么一部分物质会沿完全相反的方向加速,因为需要一个比超大质量黑洞的重力更大的力。因此:为什么物质的一部分在相反的方向上(即,超出黑洞的重力)被加速?


注意:我的物理教育相当有限。我对牛顿重力和能量守恒理论有所了解。但这就是我对物理学的全部了解。

Answers:


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完全正确的是,黑洞的质量太大,以至于光线无法从黑洞周围的区域逸出。该区域的边缘称为事件范围。如果您跨越事件的视野,您将永远不会回来。这同样适用于光和物质。

黑洞周围可能有轨道物质。由于黑洞具有如此强的引力,因此轨道物质的速度将非常快。实际上,它将接近光速。如此高的速度赋予了它大量的能量。物质将在黑洞周围形成一个称为吸积盘的圆盘,并且该圆盘中的碰撞会导致该物质升温至数百万度。在这些温度下,光盘将发出X射线。

在光盘上最靠近黑洞的那部分,物质会从光盘掉落,但是在到达黑洞之前,它可以获得足够的能量以接近光速的极高速度射出。它在黑洞的两极与光盘成直角弹出。这些是“喷气机”。沿着这些喷流产生强烈的辐射。Blazars是遥远的超大质量黑洞,喷口正对着我们。

因此,黑洞本身就是“黑洞”,但是围绕它旋转的物质可能非常明亮。


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@RobJeffries blazar / quasar问题并非完全错误,但并不精确。根据统一模型,类星体和水怪都被认为是 AGN(活跃的银河核)。简而言之,类星体是一个距离很远的AGN,星系的其余部分看不到,而blazar是一个旋转了AGN的方式,我们以“喷射”的方式看待它。
nataliaeire 2016年

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光线来自井 外面黑洞事件视界。

物质必须先失去大部分角动量才能落入黑洞(否则它将继续绕黑洞公转)。这是通过在黑洞周围的吸积盘中通过粘度(和其他方式)向外传递角动量来实现的。

当物质靠近黑洞时,它也会失去重力势能,这将进入(i)加热气体和(ii)气体辐射。

在黑洞的Schwarzschild半径的大约3倍,物质遇到了最里面的稳定圆形轨道,这是任何具有质量的物体都能绕黑洞形成稳定轨道的最接近的轨道。通常假设物质从那里坠落到黑洞中,并从我们的宇宙中“丢失”,从而增加了黑洞的质量。

因此,所有辐射均来自轨道材料,该材料至少是黑洞的Schwarzschild半径的3倍。尽管光线在重力和横向相对论多普勒效应的共同作用下强烈地红移,但从该位置“逃脱”没有问题。

关于“喷射器”的问题已经被另一个问题所覆盖:为什么黑洞具有喷射器和吸积盘?


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另一种表达方式是思考为什么绕其父母轨道运行的行星或卫星不会落入其中。以类似的方式,大块物质绕着漩涡旋转孔。在加工过程中,由于它们的惯性高能量,它们在与其他粒子相对时会散发出一些能量。因此它们以光的形式散落了一些质量。

重要的是,我们必须认识到,具有正确动量(方向和速度)的能量才能使粒子逃逸出重力。因此,如果一束光具有足够的能量并朝着正确的方向前进从超越视界的外轨道逃逸,通常是在飞机。

从这些射流发出的光具有巨大的能量,通常会在伽马光谱中观察到。如果您对如何将这些发出的射流用于研究黑洞或一般的高能粒子物理学感兴趣,请查阅《非常高能伽马射线天文学》。可以发射VHE伽马光子和其他有趣东西的物体种类很多。

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