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一直以來,我們看到的黑洞照片,是個黑不溜秋的球體,因此很多人猜測它的表面溫度可能不高。關於黑洞是否真的存在,至今為止,科學界依然有很多否定的聲音。我們就根據主流觀點來討論,黑洞表面到底是多少攝氏度呢?有個黑洞溫度公式T=hc^3/8πkGM,我們就拿跟太陽質量的差不多的黑洞來算,結果是很低很低,也就比絕對零度高一點,即零下273度左右。因為這個公式中可以看出,溫度與光速三次方成正比,與黑洞的質量成反比,雖然光速是個比較可觀的數字,但奈何黑洞質量太大太大,所以使它的表面溫度很低很低。
而且,黑洞也有大小之分,小黑洞自然比太陽質量要大,大概10幾倍的太陽質量,成為恒星類黑洞,大黑洞就恐怖了,有幾百萬倍太陽質量,甚至幾千億倍太陽質量,一般都是星系的中央黑洞。咱們太陽在無數恒星中算小的了,咱們銀河中心的中央黑洞在一眾星系中央黑洞中也算小的,只有幾百萬倍太陽質量。太陽的質量是1.9891*10^30千克,根據那個公式,黑洞既然這麼重,溫度會極低極低,接近溫度的下限零下273°。
但事實真的如此嗎?這里就要具體討論下何為表面了,如果我們查閱資料可發現,太陽的表面溫度大概100萬°,其實指的是太陽日冕的溫度。日冕是太陽表面的一層氣體的最外圍,就是說我們通常說太陽表面溫度其實是太陽大氣表面的溫度,而真正太陽表面溫度只有6000度左右。這麼來說,黑洞如果也有一層「日冕」,叫做黑洞冕,那它的溫度是多少呢?
答案是10億°這種級別,也就是說黑洞表面的溫度可達10億°,比我們的太陽要恐怖千倍,這個數據是通過X射線觀測到的。為什麼會出現這個天文數字?先來看下日冕,日冕之所以溫度那麼高,是因為它會被太陽的磁場加熱。所以科學家們推測,黑洞冕的溫度如斯恐怖也是由於黑洞有一個磁場。但這麼多年都沒有發現黑洞表面有磁場,而上個月,一項出名的觀測結果是,確實在兩個大黑洞表面探測到了有一層強度很小的磁場,大概10高斯左右,這個強度想要將黑洞冕加熱到10億度,簡直是天方夜譚。
這兩個黑洞分別是距地球2.2億光年和6億光年的兩星系的中央大黑洞,表面10高斯的可憐磁場強度會讓黑洞冕加熱後立刻就冷卻下來,所以它們表面不存在高溫度的黑洞冕,又或者說,黑洞冕的溫度原理並不是磁場的加熱機制,形成方式也不同於普通恒星,而且有探測到有的黑洞冕達到10億°。至於到底有沒有黑洞?黑洞表面有沒有黑洞冕?黑洞冕周圍有沒有磁場?黑洞冕是否是磁場加熱機制?這四個問題,你如果找到了答案,你就能知道黑洞表面到底是零下270度還是10億度!未來或許人們會知道,但是在今天還是個未解之謎。