《國家地理雜誌》說，若以宇宙為100歲的年齡比喻，這個黑洞是在宇宙6歲的時候形成的。
現有科學理論無法解釋如此質量巨大、能力極強的黑洞為甚麼在宇宙的很早時期形成，
因此科學家認為此發現將會改寫物理學。
說到黑洞
什麼是黑洞呢?
現在意義上的黑洞，是廣義相對論的愛因斯坦場方程一種解
1
R - ── g R = κ T --------愛因斯坦場方程
μν 2 μν μν
一 黑洞的性質
一般來說 我們根據黑洞的性質 可以分成以下幾種黑洞
╔════════════╦══╦══╦══════╦
║黑洞種類 ║質量║電荷║角動量(旋轉)║
╠════════════╬══╬══╬══════╬
║1.Schwarzchild 黑洞 ║ 有 ║沒有║ 沒有 ║
╠════════════╬══╬══╬══════╬
║2.Reissner-Nordstr螌黑洞║ 有 ║ 有 ║ 沒有 ║
╠════════════╬══╬══╬══════╬
║3.Kerr 黑洞 ║ 有 ║沒有║ 有 ║
╠════════════╬══╬══╬══════╬
║4.Kerr-Newman 黑洞 ║ 有 ║ 有 ║ 有 ║
╚════════════╩══╩══╩══════╩
因為我們目前認為黑洞可以被這三種性質唯一決定 這也叫無毛定理
二 黑洞的結構
我們就拿Schwarzschild黑洞來說好了
愛因斯坦方程的解 會是一個叫作度規的東西
他刻化了時空中的每一的附近的微小線段的長度
也就是他決定了時空的結構
它是長這樣的
22 2GM 2 2GM -122 2 2 2
ds=c (1- ═══)dt -(1- ═══)dr -r (dθ+sin(θ)dφ)
rc^2 rc^2
G:重力常數 c:光速 M:黑洞質量 r:在r>2GM/c^2 時候是以黑洞當中心座標半徑
我們可以看到在r=2GM/c^2 上面 這一個地方有很奇怪的事情發生
那就是會有一個好像是發散的情形發生
這種發散 其實是有物理意義的 他其實就是一般我們會說的黑洞的"表面"
他叫做event horizon 我們在很遠的地方看黑洞的時候
我們會看不到 event horizon內部的東西
Schwarzschild黑洞的event horizon是一個面
而其他種類的黑洞 可能會是一個環 或者可能是雙層的event horizon
三 黑洞的熱力學
這是比較近代才出現的理論
我們把熱力學的概念運用到黑洞當中
這其中也融合了 熱力學 量子力學 廣義相對論的很多概念進來
既然熱力學有四種定律
那黑洞熱力學有什麼定律呢?
黑洞熱力學第零定律：黑洞在event horizon上面的重力都相同
黑洞熱力學第一定律：黑洞的質量的增加將當於重力乘上面積增加加上
event horizon的自旋角速度乘上增加的角動量(對黑洞作功)
κ
δM= ═══δA+ΩδJ
8πG H
熱力學第一定律 dU=TdS+PdV
黑洞熱力學第二定律:獨立系統的黑洞event horizon的面積不會變小
黑洞熱力學第三定律:黑洞表面重力不會是0
在這邊 我們可以看到熱力學跟黑洞熱力學的相似性
溫度 相當於重力
熵 相當於event horizon面積
還有互相對應的一些公式
四 量子效應
改天再打好了 太冷想念棉被中
--
-1 μν ╴ μ
L=─ F F +Ψ(iγ (懢 +ieA)-m)Ψ
4μν μ μ
黑洞首張照片隆重亮相
4月10日，科學家在全球同步公開首次拍攝到的黑洞照片。
為了拍攝這張照片，科學家利用橫跨四大洲的八座射電天文台組成的網絡觀測黑洞、
收集數據，然後經過電腦分析、合成圖片。
照片上的黑洞位於距離地球5500萬光年的一個星系，最大直徑約400億公里，
相當於地球的300萬倍，科學家稱之為”怪獸”。
過去幾十年，科學家以至電影導演一直在猜想、研究黑洞的真正樣子。
此次參加拍攝的英國倫敦大學學者尤西（Ziri Younsi）認為，
拍照結果證明，黑洞的樣子和想象差不多。
不過，拍照只是第一步。科學家還要研究黑洞四周的光環是如何產生的，
也要研究物質被吸進黑洞後的命運怎樣。
比太陽大65億倍的黑洞
最初提出為黑洞拍照的荷蘭奈梅亨拉德堡德大學（Radboud University）教授法爾克（Heino Falcke）介紹，
這張照片的主角位於一個稱為M87的星系。
他接受BBC訪問時說，這個黑洞的體積比我們身處的太陽系還要大。
「它的體積是太陽的65億倍，也是目前所知的黑洞中最重的一個。」
法爾克形容這個黑洞四周的光是個「火圈」，包圍著一個黑色的點。
這些光線由一些正被吸入黑洞的高溫氣體發出，
光線比宇宙其他星體發出的光線都要亮，因此我們在地球也能看見。
照片中黑色圓圈的外圍就是光線被吸進黑洞的地方。
的引力十分大，連光線都逃不過被吸進去的命運。
科學界日前發表人類第一張黑洞的照片，吸引了全世界的關注，而完成這項創舉的科學家團隊中，
一名29歲的女科學家扮演著關鍵的角色。
一個星期前，博曼（Katie Bouman）還是一位寂寂無名的美國科學家，
而隨著黑洞的照片亮相，她也一炮而紅。博曼的工作是帶領其他科學家，
編寫程式處理望遠鏡收集得來的資料。
對她來說，科學界成功拍攝黑洞的照片，代表她成功完成這個外界本來視為不可能做到的事情。
她接受採訪時不忘虛心地說，那不單是她一個人的功勞，沒有她的團隊，她不可能完成任務。
https://ichef.bbci.co.uk/news/624/cpsprodpb/293F/production/_104495501_c755c7f7-b27b-4c14-b03c-7d1d4f61c233.jpg
https://ichef.bbci.co.uk/news/624/cpsprodpb/C57F/production/_104495505_58dde1c3-233b-42fd-98ef-09baa81c14f1.jpg
銀河系直徑巨大（大約621,000,000,000,000,000英里）。
如果以光速來測量的話，大約要用10萬光年才能橫穿銀河系。
相對而言，我們地球的赤道直徑只有7926英里。
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