Cada vez que miramos el profundo cielo nocturno, siempre nos sentimos atraídos por la elegante "Dama de la Noche". Innumerables estrellas brillan con sus ojos traviesos, rodeando una luna brillante, y la escena es pacífica y hermosa. Sin embargo, en la distancia hasta donde alcanzan nuestros ojos, hay innumerables "bestias cósmicas" al acecho, devorando con avidez todo, incluida la luz, y estos gigantes son agujeros negros.
Al igual que los humanos, las estrellas tienen un ciclo de vida desde el nacimiento hasta la muerte, pero pueden durar decenas de miles de millones de años. Los agujeros negros, por otro lado, son el producto del fin de una estrella enorme.
科學家們認為,恒星的形成源自宇宙中的星云。以球體為喻,星際雲可能橫跨100光年之遠,質量或許是太陽的600萬倍,充滿了氫和氦等元素。由於物質分佈不均,在引力作用下,物質會彙聚成團,密度和壓強都會隨之增加。根據角動量守恆定律,物質在聚集中可能產生旋轉。隨著旋轉速度加快,中心部分熱量積累,溫度隨之上升。一旦溫度達標,氫聚變為氦,從而誕生一顆恆星,我們稱之為原恆星。
La masa de la protoestrella determina la clase de la estrella. Usamos la masa del sol como medida:
Si la protoestrella tiene menos de 08,0 veces la masa del Sol, será demasiado pequeña para iniciar la fusión de hidrógeno y no logrará formar una estrella, como un feto inmaduro, que los científicos llaman enanas marrones o enanas marrones.
Si la masa de la protoestrella está entre 5,0 y 0,0 veces la masa del Sol, se clasifica como una enana roja debido a su menor masa y su color de luminiscencia rojizo. Las enanas rojas son longevas y pueden durar decenas de miles de millones de años.
在0.5到8倍太陽質量之間的原恆星,發出的光呈黃色或黃白色,被歸為黃矮星。太陽即為此類,壽命大約100億年。
如果質量超過或等於8倍太陽品質,發出的光偏藍,我們稱之為藍色大恆星。如90年代科學家通過哈勃望遠鏡發現的藍色大恆星——手槍星,質量是太陽的100到150倍,壽命卻只有300萬年。
Desde su nacimiento, el núcleo de una estrella ha sufrido fusión nuclear, emitiendo luz y liberando energía. Dependiendo de la masa de la estrella, el grado de fusión nuclear también es diferente. Por ejemplo, una estrella enana roja solo puede fusionar hidrógeno en helio, mientras que una enana amarilla más masiva puede fusionar helio en carbono, y una gran estrella azul puede continuar fusionando carbono hasta que se forme hierro. Sabemos que la fusión nuclear libera mucha energía, pero ¿por qué las estrellas no explotaron debido a ella? La respuesta está en el equilibrio entre la gravedad y la fusión: la gravedad mantiene la fusión nuclear en un estado controlado, y cuanto más masiva es la estrella, más fuerte es la atracción gravitatoria.
A medida que se libera energía, la masa de la estrella disminuye y la atracción gravitacional se debilita. Eventualmente, la fusión nuclear pierde el control gravitacional, se vuelve violenta y la estrella entra en su "vejez".
En los últimos años, las enanas amarillas pierden el control de la fusión nuclear y aumentan su radio, como un globo inflado, y se convierten en una gigante roja. Por ejemplo, cuando el Sol entra en la fase de gigante roja, su radio aumentará a 100 veces el actual y la Tierra se derretirá. Si los humanos quieren sobrevivir, deben emigrar a otros planetas o mover la tierra más lejos, que es la trama de "La Tierra Errante" de Liu Cixin.
Las gigantes rojas evolucionan hasta convertirse en enanas blancas, que son tan densas que parecen comprimir el Sol al tamaño de la Tierra. Cuando la energía de una enana blanca se agota, se transformará en una enana negra. Se estima que la evolución de las enanas blancas a las enanas negras es extremadamente larga y puede llevar cientos de miles de millones de años, por lo que hasta ahora no se han descubierto enanas negras.
Las estrellas de diferentes masas tienen diferentes cursos de vida. Las enanas rojas evolucionarán directamente a enanas blancas sin pasar por la etapa de gigante roja; La gran estrella azul se convierte en la supergigante roja.
Las supergigantes rojas también tienen un proceso de contracción del núcleo interno y expulsión de material, que es similar a la transición de gigantes rojas a enanas blancas, pero la complejidad de la fusión nuclear y la forma de expulsión de material son diferentes. Las supergigantes rojas tienen fusión de hidrógeno en su capa más externa, fusión de helio en su capa interna y hierro en su núcleo. Durante la contracción, el material exterior entra en erupción hacia afuera para formar una explosión de supernova, con una estrella de neutrones en el centro que es más densa que una enana blanca. Si la masa de la estrella de neutrones supera 3 veces la masa del Sol, la fuerza gravitacional la encogerá sin cesar hasta formar un cuerpo celeste con densidad infinita y volumen infinitamente pequeño, y la fuerza gravitacional generada por su supermasa distorsiona el espacio-tiempo, y cualquier materia que esté cerca de ella será inhalada, y la luz no podrá escapar, por lo que nace el agujero negro.
De hecho, los científicos han deducido teóricamente la existencia de agujeros negros antes de que los humanos los presenciaran.
1916年,愛因斯坦提出廣義相對論,卡爾·史瓦西同年通過求解引力場方程,發現了可能存在這樣一種天體,它周圍的時空“視界”,一旦跨越,便無法逃離,即使是光。美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒將這種天體命名為“黑洞”。史蒂芬·霍金對黑洞的進一步研究,使我們得以瞭解這種神秘天體。
Para determinar si los humanos pueden viajar a través del tiempo y el espacio a través de los agujeros negros, primero debemos comprender las propiedades físicas de los agujeros negros.
En primer lugar, los agujeros negros son tan masivos que su atracción gravitacional es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. En segundo lugar, los agujeros negros pueden hacer que el espacio-tiempo se doble. Hay un "horizonte de sucesos" alrededor del agujero negro, y la luz tiene la oportunidad de escapar fuera del horizonte de sucesos, y una vez que entra en el horizonte de sucesos, es absorbida por el agujero negro. Si una persona A se mueve hacia el horizonte fuera del horizonte de sucesos, el observador B en la distancia verá que A se ralentiza hasta que se detiene, que es una curvatura gravitacional del espacio-tiempo. En el centro de un agujero negro, el tiempo puede volverse muy lento.
Si A viaja al centro del agujero negro, la violenta curvatura del espacio-tiempo hace que el espacio-tiempo cambie. En el mundo en el que vivimos, el tiempo es unidireccional y no puede retroceder en el tiempo; El espacio es bidireccional, podemos movernos hacia adelante y hacia atrás. Pero en el centro del agujero negro, el tiempo es bidireccional y el espacio es unidireccional, lo que significa que A puede retroceder en el tiempo, pero en cuanto al espacio, solo puede ir a la "singularidad" del centro. Eventualmente, A será destrozado por la gravedad antes de entrar en el centro y morirá.
Es teóricamente posible viajar a través del tiempo y el espacio a través de agujeros negros, pero con la tecnología actual, los humanos no pueden resistir la enorme atracción gravitacional y enviar a las personas de manera segura al centro del agujero negro. Nuestra comprensión de los agujeros negros es solo la punta del iceberg, y no fue hasta el año 2018 que obtuvimos la primera imagen de un agujero negro. El Sr. Hawking murió hace 0 años y no pudo presenciar esta fotografía histórica en persona. Sin embargo, creo que habrá más científicos como Stephen Hawking en el futuro, lo que nos llevará a explorar los misterios del universo.
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