[2844] Black Holes vs Regular Holes

Title Text:Created by the collapse of: [massive stars] [Florida limestone bedrock]

Origin:https://xkcd.com/2844/

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2844:_Black_Holes_vs_Regular_Holes

黑洞 vs 普通洞

会由以下坍塌导致: [大质量恒星] [佛罗里达石灰岩基岩]

注释:佛罗里达州的基岩为石灰岩,因腐蚀形成了不少洞穴和地陷。

https://xkcd.in/comic?lg=cn&id=2844

这部漫画是对黑洞和普通日常洞穴的比较。

黑洞

普通洞穴

解释

通常由以下形成…

超新星、碰撞的恒星

铁锹、小型哺乳动物

当一颗足够大的恒星几乎消耗掉所有低原子量的“燃料”后,它会坍塌。这会引发剩余“燃料”的爆炸,创建超新星。如果爆炸后仍然有足够的质量,便会形成黑洞。黑洞也可以通过两个恒星,尤其是中子星的碰撞而形成,当它们在一个小体积内积累了足够的质量。相反,普通洞穴通常由多种自然和人为原因造成,包括但不限于:人类使用铁锹、小型哺乳动物如鼹鼠或狗、地下水的变动或蒸发、火山活动等。当然,这并不仅限于小型哺乳动物。许多动物,如大象到蚂蚁,有时也会创建这种洞穴。

掉进去是…

绝对致命

有时致命

掉入黑洞几乎总是致命的,因为潮汐力和/或来自其吸积盘的辐射所产生的剪切效应。如果黑洞的质量极其巨大(大约相当于许多银河系的质量)并且有一个非常大的事件视界,那么在其事件视界处的潮汐力就不会很强,也不会有明显的吸积盘(你在那一点以外的体验则受到严重的推测)。另一方面,通常只有当普通洞穴足够深(或者有人跌倒不当)时,才有可能因掉入其中而死亡。

由大爆炸创造

也许

像许多其他天体一样,黑洞可能是由大爆炸创造的,尤其是考虑到黑洞和基本奇点在理论上共享许多特性。然而,普通洞穴几乎毫无疑问不是以这种方式直接创造的。严格来说,由于整个宇宙的开始是大爆炸,宇宙中的一切(包括普通孔)都可以认为是间接由它“创造”的。

由孩子们在海滩上玩耍创造

我真的希望不是

黑洞的形成可能导致许多不幸事件的发生,而且非常困难。因此,兰德尔非常希望孩子们不会在海滩上意外创造黑洞,更不用说故意创造了,因为这对我们的星球将是灾难性的。另一方面,孩子们常常在海滩的沙子中挖洞,这是他们的正常活动。
另外,这可能指的是一些在宇宙海滩上玩耍的古怪异类孩子。在这种情况下,“希望不是”也是一个不错的回应。

许多贵金属的来源

间接

产生黑洞的超新星和涉及黑洞的各种事件,如黑洞/中子星合并,产生大量重元素,包括地球上的贵金属,因此是间接来源。这些金属通常在地下,因此通过挖掘称为矿井的普通但非常深的洞来回收。

爱因斯坦想象掉入黑洞

至少可能有一次

阿尔伯特·爱因斯坦的思想实验,特别是与广义相对论相关的内容,涉及考虑在重力弯曲的空间中掉落时会发生什么,这是一种分析黑洞的通用方式(因为在爱因斯坦的时代,黑洞物理学非常初步)。除此之外,几乎每个人都有理由考虑掉入普通洞穴的可能性,因此爱因斯坦也包括在内。

黑暗物质的组成部分

也许

可能不是

暗物质是宇宙的一个理论部分,其总计算质量的很大一部分尚未(或不易在非可忽略级别上)直接观察到。人们认为至少有一部分的“缺失质量”可能以黑洞的形式存在。通常不认为普通洞穴与此有任何关系。

由大型强子对撞机创造

是的

当大型强子对撞机(LHC),一个粒子超对撞机,开始运作时,有人担心它会创造一个黑洞并摧毁地球。这显然还没有发生,并且不太可能发生。然而,在LHC的建造过程中,确实创造了许多普通洞穴。这是因为它主要位于地下,而洞穴是进入地下的有效方式。这进一步提供了这样的幽默:如此重要而大型的设备创造了一些如此平凡的东西。

大质量恒星通常会坍塌成黑洞

是的

如果一颗恒星足够大,当恒星死亡时,它仍然可能拥有足够的引力回坍缩成自己,从而产生黑洞。此外,任何处于黑洞范围内的恒星,例如位于银河中心的超大质量黑洞附近的那些,也可能会掉入其中,与“原始”大质量恒星相撞。其他物体可能以不同的意义坍塌成普通洞穴——例如,一栋房子可能会坍塌进一个塌陷洞。然而,大多数普通洞穴都不足够大,不适合恒星以这种方式坍塌(除非某人认为近真空的空间本身是一个“洞”)。

被人类在著名科幻故事中探索

许多科幻故事和电影探索黑洞和普通洞穴。特别是,有经典同名电影《黑洞》和更近期的电影《星际穿越》,这两部影片关于遇到黑洞的太空任务。儒勒·凡尔纳的经典小说《地心游记》(以及其改编电影)涉及进入火山管道(一种洞)。H. P. 洛夫克拉夫特在1921年的短篇小说《无名之城》中包含了探索者叙述者进入由一文明在阿拉伯半岛下挖掘的古老隧道(通过一个洞进入)的情节,而《疯狂之山》涉及失落在南极洲大陆的隧道。

进入身体里一个大洞是致命的

如果一个黑洞以某种方式出现在一个人的身体内部(甚至在它附近),他们几乎肯定会瞬间死亡。   相同的情况也适用于普通洞,而如果你切除人身体的大部分,他们很可能会出血。这同样适用于子弹和其他高速弹丸留下的洞。

其中一些是虫洞的入口

也许

黑洞常常被描绘为虫洞的入口,特别是在科幻故事中。虽然虫洞仍然纯粹是理论性的,但如果它们存在,有一些常见模型建议其一端会呈现为黑洞,吸引物质以便从其他地方的“白洞”处被喷出。另一方面,许多种类的蠕虫生活在浅洞中,表面上有一个“口”——即“虫洞”的“口”。这通过混淆“虫洞”这个词的含义提供了一些额外的幽默。这也可能是对《星球大战第五集:帝国反击战》的引用,当时千年隼航天器差点被一只巨大的虫子吞噬在小行星洞里。

斯蒂芬·霍金和基普·索恩争论说,任何掉入其中的信息都将永远消失

黑洞信息悖论是由与黑洞相关的两个广泛接受的理论之间的矛盾引起的悖论。著名黑洞研究者斯蒂芬·霍金表示,黑洞会随着时间的推移释放其能量,最终消失,过程称为霍金辐射。根据这一理论,如果信息也进入黑洞,则会与这辐射一起释放。另一方面,无毛定理(在《如果?2》的第一章:汤普林中也有探讨)表明,所有黑洞在三个关键特征之外完全相同:质量、自转和电荷。如果掉入黑洞的信息与霍金辐射一同释放,那么这意味着黑洞必须有超过三个特性。考虑这些信息被毁灭的问题时,问题也会出现,根据物理的基本规则这是不可能的。问题在于,如果黑洞只能保留三个特性,而组成不是其中之一,则会违反这一规则,从而要求对宇宙的基本法则进行彻底重新思考。霍金和基普·索恩以此悖论与约翰·普雷斯基尔打过赌。
另一方面,掉入普通孔的信息并不会永远消失,可能仍然可以重新获得,特别是如果信息是物理存储的。 从普通洞中恢复信息的科学被称为考古学(或可能是邮件分类)。

通常由猩猩栖息

不确定

猩猩通常生活在地下洞穴中,是小型哺乳动物的一个例子。地球哺乳动物住在黑洞中高度不可能,但由于无法确切知道事件视界之外有什么,因此在技术上不可能驳斥那里有猩猩的假设。此外,一些物理学家曾提出假设,我们的宇宙存在于一个黑洞内部。如果这是真的,那么在这一时空点上,确实会有猩猩在黑洞内部存在。

(标题文字)由…的坍塌创造

大质量恒星

佛罗里达的石灰岩基岩

如前所述,黑洞通常由大质量恒星的坍塌所形成。另一方面,佛罗里达许多的塌陷洞是由于该州的大部分基岩是由石灰岩组成,石灰岩在水中非常微溶(尽管这使其显著比大多数岩石更易溶解)。当雨水和地下水接触到这些基岩时,它开始溶解,留下空腔。最终,这可能会使基岩溶解到如此薄,以至于上方土壤的重量导致基岩坍塌。从溶解石灰岩形成的塌陷洞通常是通往更深的石灰岩溶解的洞穴的入口。佛罗里达以其温暖的水下洞穴和开口塌陷洞而闻名。

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