黑洞英文简介100词
黑洞 黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了. (现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见) 首先,对黑洞进行一下形象的说明: 黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引.黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。据猜测,黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。 再从物理学观点来解释一下: 黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脱离。对于地球来说,以第二宇宙速度(11.2km/s)来飞行就可以逃离地球,但是对于黑洞来说,它的第三宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以连光都跑不出来,于是射进去的光没有反射回来,我们的眼睛就看不到任何东西,只是黑色一片。 因为黑洞是不可见的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在。如果真的存在,它们到底在哪里? 黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。任何靠近它的物体都会被它吸进去,黑洞就变得像真空吸尘器一样 为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于黑洞。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。 让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先,考虑时间(空间的三维是长、宽、高)是现实世界中的第四维(虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以尽力去想象)。其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。 爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景:石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的,但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床面下沉得更多。事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害。 同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多。 如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进。反之,如果它经过一个下凹的地方 ,则它的路径呈弧形。同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。 现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷,还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。 现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且,若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。 我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其周围环境要高一些的温度。依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量,同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为:霍金辐射。黑洞散尽所有能量就会消失。 处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的一切。1969年,美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。 我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测,黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑。霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中。一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们。 霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。 所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光子。 根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律。当物体失去能量时,同时也会失去质量。黑洞同样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了。霍金预言,黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量。 但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演。事实上,黑洞爆炸后,释放的能量非常大,很有可能对身体是有害的。而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过100亿至200亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间 “黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。 根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 等恒星的半径小于一特定值(天文学上叫“施瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指任何物质一旦掉进去,就再不能逃出,包括光。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。 那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。 当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。 质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。 这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。 与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。 在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。 更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背! “黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。 按组成来划分,黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞,详情请看宇“宙黑洞论”。暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础。物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大。但物理黑洞的体积却非常小,它可以缩小到一个奇点。 黑洞吸积 Ramesh Narayan、Eliot Quartaer 文 Shea 译 黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的,这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时,它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。 天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一,而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天,恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体而形成的。行星——包括地球——也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。但是当中央天体是一个黑洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面。 然而黑洞并不是什么都吸收的,它也往外边散发质子. 爆炸的黑洞 黑洞会发出耀眼的光芒,体积会缩小,甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬·霍金于1974年做此语言时,整个科学界为之震动。黑洞曾被认为是宇宙最终的沉淀所:没有什么可以逃出黑洞,它们吞噬了气体和星体,质量增大,因而洞的体积只会增大,霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃,他结合了广义相对论和量子理论。他发现黑洞周围的引力场释放出能量,同时消耗黑洞的能量和质量,这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计,而小黑洞则以极高的速度辐射能量,直到黑洞的爆炸。 奇妙的萎缩的黑洞 当一个粒子从黑洞逃逸而没有偿还它借来的能量,黑洞就会从它的引力场中丧失同样数量的能量,而爱因斯坦的公式E=mc^2表明,能量的损失会导致质量的损失。因此,黑洞将变轻变小。 沸腾直至毁灭 所有的黑洞都会蒸发,只不过大的黑洞沸腾得较慢,它们的辐射非常微弱,因此另人难以觉察。但是随着黑洞逐渐变小,这个过程会加速,以至最终失控。黑洞委琐时,引力并也会变陡,产生更多的逃逸粒子,从黑洞中掠夺的能量和质量也就越多。黑洞委琐的越来越快,促使蒸发的速度变得越来越快,周围的光环变得更亮、更热,当温度达到10^15℃时,黑洞就会在爆炸中毁灭。 关于黑洞的文章: 自古以来,人类便一直梦想飞上蓝天,可没人知道在湛蓝的天幕之外还有一个硕大的黑色空间。在这个空间有光,有水,有生命。我们美丽的地球也是其中的一员。虽然宇宙是如此绚烂多彩,但在这里也同样是危机四伏的。小行星,红巨星,超新星大爆炸,黑洞…… 黑洞,顾名思义就是看不见的具有超强吸引力的物质。自从爱因斯坦和霍金通过猜测并进行理论推导出有这样一种物质之后,科学家们就在不断的探寻,求索,以避免我们的星球被毁灭。 也许你会问,黑洞与地球毁灭有什么关系?让我告诉你,这可大有联系,待你了解他之后就会明白。 黑洞,实际上是一团质量很大的物质,其引力极大(仡今为止还未发现有比它引力更大的物质),形成一个深井。它是由质量和密度极大的恒星不断坍缩而形成的,当恒星内部的物质核心发生极不稳定变化之后会形成一个称为“奇点”的孤立点(有关细节请查阅爱因斯坦的广义相对论)。他会将一切进入视界的物质吸入,任何东西不能从那里逃脱出来(包括光)。他没有具体形状,也无法看见它,只能根据周围行星的走向来判断它的存在。也许你会因为它的神秘莫测而吓的大叫起来,但实际上根本用不着过分担心,虽然它有强大的吸引力但与此同时这也是判断它位置的一个重要证据,就算它对距地球极近的物质产生影响时,我们也还有足够的时间挽救,因为那时它的“正式边界”还离我们很远。况且,恒星坍缩后大部分都会成为中子星或白矮星。但这并不意味着我们就可以放松警惕了(谁知道下一刻被吸入的会不会是我们呢?),这也是人类研究它的原因之一。 我们已经了解了他可怕的吸引力,但没人清楚被吸入后会是怎样的一片景象。对此,学者、科学家们也是莫衷一是,众说纷纭的。有人认为,被他吸入的物质会被毁灭。有的人则认为,黑洞是通往另一宇宙空间的通道。到底被吸入之后会如何我们也不得而知,也许只有那些被吸进去的物质才了解吧! 黑洞只是宇宙千千万万奥秘中的一员,但我们探求它的小部分秘密就不知花费了多少时间,一代人的力量是有限的,但千百万代人的力量汇聚在一起就一定会成功,相信我们以及我们的后代在不久的将来会将黑洞以至整个宇宙的奥秘完全探求出来。 恒星,白矮星,中子星,夸克星,黑洞是依次的五个密度当量星体,密度最小的当然是恒星,黑洞是物质的终极形态,黑洞之后就会发生宇宙大爆炸,能量释放出去后,又进入一个新的循环. 另外黑洞在网络中指电子邮件消息丢失或Usenet公告消失的地方。 黑洞这一术语是不久以前才出现的。它是1969年美国科学家约翰·惠勒为形象描述至少可回溯到200年前的这个思想时所杜撰的名字。那时候,共有两种光理论:一种是牛顿赞成的光的微粒说;另一种是光的波动说。我们现在知道,实际上这两者都是正确的。由于量子力学的波粒二象性,光既可认为是波,也可认为是粒子。在光的波动说中,不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的,人们可以预料,它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为,光粒子无限快地运动,所以引力不可能使之慢下来,但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。 1783年,剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上,在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他指出,一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引力场,以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光,还没到镌洞�椿岜缓阈堑囊�ξ��乩础C仔��凳荆�赡艽嬖诖罅空庋�暮阈牵�淙换嵊捎诖铀�悄抢锓⒊龅墓獠换岬酱镂颐钦舛��刮颐遣荒芸吹剿�牵��颐侨匀豢梢愿械剿�堑囊�Φ奈��饔谩U庹�俏颐窍衷诔莆�诙吹奈锾濉K�敲��涫档摹��诳占渲械暮诘目斩础<改曛�螅�ü�蒲Ъ依�绽�购罹粝匀欢雷蕴岢龊兔仔��嗨频墓勰睢7浅S腥さ氖牵��绽�怪唤�斯鄣隳扇胨�摹妒澜缦低场芬皇榈牡谝话婧偷诙�嬷校��谝院蟮陌姹局薪�渖救ィ�赡芩�衔�馐且桓鲇薮赖墓勰睢#ù送猓�獾奈⒘K翟?9世纪变得不时髦了;似乎一切都可以以波动理论来解释,而按照波动理论,不清楚光究竟是否受到引力的影响。) 事实上,因为光速是固定的,所以,在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理实在很不协调。(从地面发射上天的炮弹由于引力而减速,最后停止上升并折回地面;然而,一个光子必须以不变的速度继续向上,那么牛顿引力对于光如何发生影响呢?)直到1915年爱因斯坦提出广义相对论之前,一直没有关于引力如何影响光的协调的理论。甚至又过了很长时间,这个理论对大质量恒星的含意才被理解。 为了理解黑洞是如何形成的,我们首先需要理解一个恒星的生命周期。起初,大量的气体(大部分为氢)受自身的引力吸引,而开始向自身坍缩而形成恒星。当它收缩时,气体原子相互越来越频繁地以越来越大的速度碰撞——气体的温度上升。最后,气体变得如此之热,以至于当氢原子碰撞时,它们不再弹开而是聚合形成氦。如同一个受控氢弹爆炸,反应中释放出来的热使得恒星发光。这增添的热又使气体的压力升高,直到它足以平衡引力的吸引,这时气体停止收缩。这有一点像气球——内部气压试图使气球膨胀,橡皮的张力试图使气球缩小,它们之间存在一个平衡。从核反应发出的热和引力吸引的平衡,使恒星在很长时间内维持这种平衡。然而,最终恒星会耗尽了它的氢和其他核燃料。貌似大谬,其实不然的是,恒星初始的燃料越多,它则燃尽得越快。这是因为恒星的质量越大,它就必须越热才足以抵抗引力。而它越热,它的燃料就被用得越快。我们的太阳大概足够再燃烧50多亿年,但是质量更大的恒星可以在1亿年这么短的时间内用尽其燃料, 这个时间尺度比宇宙的年龄短得多了。当恒星耗尽了燃料,它开始变冷并开始收缩。随后发生的情况只有等到本世纪20年代末才初次被人们理解。 1928年,一位印度研究生——萨拉玛尼安·强德拉塞卡——乘船来英国剑桥跟英国天文学家阿瑟·爱丁顿爵士(一位广义相对论家)学习。(据记载,在本世纪20年代初有一位记者告诉爱丁顿,说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论,爱丁顿停了一下,然后回答:“我正在想这第三个人是谁”。)在他从印度来英的旅途中,强德拉塞卡算出在耗尽所有燃料之后,多大的恒星可以继续对抗自己的引力而维持自己。这个思想是说:当恒星变小时,物质粒子靠得非常近,而按照泡利不相容原理,它们必须有非常不同的速度。这使得它们互相散开并企图使恒星膨胀。一颗恒星可因引力作用和不相容原理引起的排斥力达到平衡而保持其半径不变,正如在它的生命的早期引力被热所平衡一样。 然而,强德拉塞卡意识到,不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。强德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。(这质量现在称为强德拉塞卡极限。)苏联科学家列夫·达维多维奇·兰道几乎在同时也得到了类似的发现。 这对大质量恒星的最终归宿具有重大的意义。如果一颗恒星的质量比强德拉塞卡极限小,它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英哩和密度为每立方英寸几百吨的“白矮星”。白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。我们观察到大量这样的白矮星。第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。 兰道指出,对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍或二倍,但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间,而不是电子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英哩左右,密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时,并没有任何方法去观察它。实际上,很久以后它们才被观察到。 另一方面,质量比强德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时,会出现一个很大的问题:在某种情形下,它们会爆炸或抛出足够的物质,使自己的质量减少到极限之下,以避免灾难性的引力坍缩。但是很难令人相信,不管恒星有多大,这总会发生。怎么知道它必须损失重量呢?即使每个恒星都设法失去足够多的重量以避免坍缩,如果你把更多的质量加在白矮星或中子星上,使之超过极限将会发生什么?它会坍缩到无限密度吗?爱丁顿为此感到震惊,他拒绝相信强德拉塞卡的结果。爱丁顿认为,一颗恒星不可能坍缩成一点。这是大多数科学家的观点:爱因斯坦自己写了一篇论文,宣布恒星的体积不会收缩为零。其他科学家,尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌意使强德拉塞卡抛弃了这方面的工作,转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然而,他获得1983年诺贝尔奖,至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的工作。 强德拉塞卡指出,不相容原理不能够阻止质量大于强德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。但是,根据广义相对论,这样的恒星会发生什么情况呢?这个问题被一位年轻的美国人罗伯特·奥本海默于1939年首次解决。然而,他所获得的结果表明,用当时的望远镜去观察不会再有任何结果。以后,因第二次世界大战的干扰,奥本海默本人非常密切地卷入到原子弹计划中去。战后,由于大部分科学家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去,因而引力坍缩的问题被大部分人忘记了。但在本世纪60年代,现代技术的应 图6.1用使得天文观测范围和数量大大增加, 重新激起人们对天文学和宇 宙学的大尺度问题的兴趣。奥本海默的工作被重新发现,并被一些人推广。 现在,我们从奥本海默的工作中得到一幅这样的图象:恒星的引力场改变了光线的路径,使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光锥是表示光线从其顶端发出后在空间——时间里传播的轨道。光锥在恒星表面附近稍微向内偏折,在日食时观察远处恒星发出的光线,可以看到这种偏折现象。当该恒星收缩时,其表面的引力场变得很强,光线向内偏折得更多,从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言,光线变得更黯淡更红。最后,当这恒星收缩到某一临界半径时,表面的引力场变得如此之强,使得光锥向内偏折得这么多,以至于光线再也逃逸不出去(图6.1) 。根据相对论,没有东西会走得比光还快。这样,如果光都逃逸不出来,其他东西更不可能逃逸,都会被引力拉回去。也就是说,存在一个事件的集合或空间——时间区域,光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。现在我们将这区域称作黑洞,将其边界称作事件视界,它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。 当你观察一个恒星坍缩并形成黑洞时,为了理解你所看到的情况,切记在相对论中没有绝对时间。每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场,在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩,按照他的表,每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上去。在他的表的某一时刻,譬如11点钟,恒星刚好收缩到它的临界半径,此时引力场强到没有任何东西可以逃逸出去,他的信号再也不能传到空间飞船了。当11点到达时,他在空间飞船中的伙伴发现,航天员发来的一串信号的时间间隔越变越长。但是这个效应在10点59分59秒之前是非常微小的。在收到10点59分58秒和10点59分59秒发出的两个信号之间,他们只需等待比一秒钟稍长一点的时间,然而他们必须为11点发出的信号等待无限长的时间。按照航天员的手表,光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星表面发出;从空间飞船上看,那光波被散开到无限长的时间间隔里。在空间飞船上收到这一串光波的时间间隔变得越来越长,所以恒星来的光显得越来越红、越来越淡,最后,该恒星变得如此之朦胧,以至于从空间飞船上再也看不见它,所余下的只是空间中的一个黑洞。然而,此恒星继续以同样的引力作用到空间飞船上,使飞船继续绕着所形成的黑洞旋转。 但是由于以下的问题,使得上述情景不是完全现实的。你离开恒星越远则引力越弱,所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。在恒星还未收缩到临界半径而形成事件视界之前,这力的差就已经将我们的航天员拉成意大利面条那样,甚至将他撕裂!然而,我们相信,在宇宙中存在质量大得多的天体,譬如星系的中心区域,它们遭受到引力坍缩而产生黑洞;一位在这样的物体上面的航天员在黑洞形成之前不会被撕开。事实上,当他到达临界半径时,不会有任何异样的感觉..
黑洞是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。
1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解,这个解表明,如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值,其周围会产生奇异的现象,即存在一个界面——“视界”,一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。
这个定值称作史瓦西半径,这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。
人类早年对黑洞的探索
1970年,美国的“自由”号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座X-1,位于天鹅座X-1上的是一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球,该星球被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞,它就是人类发现的第一个黑洞。
1928年,萨拉玛尼安·钱德拉塞卡(天体物理学家)到英国剑桥跟英国天文学家阿瑟·爱丁顿爵士(一位宣讲相对论的物理家)学习。钱德拉塞卡意识到,泡利不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。
这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。钱德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。前苏联科学家列夫·达维多维奇·兰道几乎在同时也发现了类似的结论。
黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。据猜测,黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。 因为黑洞是不可见的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在。如果真的存在,它们到底在哪里? 黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。任何靠近它的物体都会被它吸进去,黑洞就变得像真空吸尘器一样 为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于黑洞。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。 让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先,考虑时间(空间的三维是长、宽、高)是现实世界中的第四维(虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以尽力去想象)。其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。 爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景:石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的,但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床面下沉得更多。事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害。 同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多。 如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进。反之,如果它经过一个下凹的地方 ,则它的路径呈弧形。同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。 现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷,还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。 现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且,若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。 我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其周围环境要高一些的温度。依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量,同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为:霍金辐射。黑洞散尽所有能量就会消失。 处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的一切。1969年,美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。 我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测,黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑。 霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中。一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们。 霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。 所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光子。 根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律。当物体失去能量时,同时也会失去质量。黑洞同样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了。霍金预言,黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量。 但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演。事实上,黑洞爆炸后,释放的能量非常大,很有可能对身体是有害的。而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过100亿至200亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间。参考资料:回答者:光明女祭司 - 见习魔法师 三级 7-9 18:45评价已经被关闭 目前有 2 个人评价 好100% (2) 不好0% (0)
黑洞 ,黑,表明它不会向外界发射或反射任何光线电磁波。洞,说的是任何东西,只要一进入它的边界,就休想再溜出去......
黑洞简介英语
黑洞是一个可以吸很多东西的一个东西。
General relativity predicts a particularly dense dark objects. Evolution of massive stars in their late collapse occurs, the dense material in particular, it has one called "event horizon" of the closed border, a black hole hidden in a huge gravitational field, due to the gravitational field so strong, including in particular photon (ie the composition of light particles, the speed c = 3.0 × 10 ^ 8m / s), including any material can only be entered could not escape. The formation of a black hole minimum mass star's core is about three times the solar mass, of course, this is the last star of nuclear quality, rather than main sequence stars in the period of quality. In addition to this stellar-class black hole, there are other sources of black holes - the so-called micro-black holes may be formed in the early universe, the so-called supermassive black holes may exist in the central galaxy. A black hole can be found through the concept of electronic equipment. The black hole within its borders to prevent any outsiders to see anything, which is the object known as the "black hole" of the reason. We were unable to observe the reflection of light it can only be affected indirectly understand the objects around the black hole. Having said that, but the black hole still has its borders, namely "event horizon (horizon)." It is assumed that the evolution of stellar black hole of death matter, is in a special super-massive stars collapse generated. In addition, the quality of a black hole must be larger than the Chandrasekhar limit of stellar evolution to the end of the form, quality, smaller than the Chandrasekhar limit of the star is unable to form a black hole. 翻译成汉语就是下面的意思----广义相对论预言的一种特别致密的暗天体。大质量恒星在其演化末期发生塌缩,其物质特别致密,它有一个称为“视界”的封闭边界,黑洞中隐匿着巨大的引力场,因引力场特别强以至于包括光子(即组成光的微粒,速度c=3.0×10^8m/s)在内的任何物质只能进去而无法逃脱。形成黑洞的星核质量下限约3倍太阳质量,当然,这是最后的星核质量,而不是恒星在主序时期的质量。除了这种恒星级黑洞,也有其他来源的黑洞——所谓微型黑洞可能形成于宇宙早期,而所谓超大质量黑洞可能存在于星系中央。黑洞可以经由电子仪器观查到。
黑洞通向哪里?
首先,让我们从认识黑洞开始。
黑洞形成于质量很大的恒星衰亡时。一个恒星有很大的质量,意味着它的内部受到了很大的引力作用。你在地球上受到的重力与这种引力作用相同,它使你不会漂浮在空气中!
图解: 在巨大椭圆星系M87核心的超大质量黑洞质量大约是太阳70亿倍,如事件视界望远镜发布的第一张图片(2019年4月10日)所示。可见眉月形的光环和中心的阴影,这是在黑洞的事件视界光环和光子捕获区引力的放大视觉影像。眉月形肇因于黑洞的自转和相对论放射现象;阴影直径大约是事件视界直径的2.6倍。
这些恒星也是由释放大量热量的高温气体组成的。这就产生了一种从内到外推动恒星的力。
通常,重力的拉力和热量的推力相互平衡。但是,当恒星变老的时候,它会燃烧掉所有的燃料,再也无法产生任何推力。在只有万有引力作用的情况下,恒星的所有质量将塌缩到一个点上。这就是我们所说的黑洞。
图解:模拟大麦哲伦云前方有黑洞的影像图。请注意重力透镜效应产生两个高度扭曲的星云图像。在顶端出现被扭曲成弧形的银河盘面
无法逃离的黑洞
因为黑洞是由一个大质量恒星塌缩成一个非常小的点(按照科学家的话来说,也就是黑洞是高密度点),它具有超强的引力。任何靠近黑洞的东西都无法逃逸出去。
艺术家对黑洞的印象。
黑洞之所以被命名为黑洞,是因为如果给黑洞拍照,你将什么也看不见。没有光能够逃离黑洞返回摄像机(毕竟,摄像机所做的就是记录光)。你只会看到一张宇宙的图片,在黑洞所在的地方有一个黑色的圆圈。
图解:上:艺术家描绘超大质量黑洞从邻近的星体上抽走物质。 左下:超大质量黑洞的X光映像。 右下:超大质量黑洞的光学映像。
遗憾的是,很难找到足够好的相机来拍这样的照片。取而代之的是,天文学家研究黑洞的方法是观察那些被吸进黑洞的物质,在它们离黑洞太近并穿过视界之前。我们没办法知道它们进去后会发生什么。
所以,它们都去哪里了呢?
这是一个挑战性问题:一旦你进入黑洞并经过视界会发生什么?答案是没有人知道。科学家还在研究中!
图解:这是艺术家描绘的黑洞附近光子的路径。事件视界对电磁波的引力弯曲和捕捉,是事件视界望远镜捕捉到阴影的原因。
一种观点认为黑洞形成了虫洞。你可以阅读这篇好奇的儿童文章来了解虫洞。
这些虫洞在两个空间之间充当隧道。这意味着你可以通过黑洞进入另一个完全不同的宇宙。甚至可能在一个不同的宇宙中生存!
图解:对非旋转黑洞外观的预测,已经提出会出现带电粒子物质的环状环,如同人马座A*的模型。由于抗衡黑洞的强大的引力需要极高的轨道速度产生的巨大离心力,不对称是多普勒效应造成的结果。
天文学家花了很多时间试图描述虫洞是如何形成和工作的。不过,在找到观察黑洞的方法之前,没有人能确定这是否真的会发生。
也许有一天你会成为一名帮助我们找到这些答案的科学家。你的提问非常好,具有深刻的意义。
相关知识
黑洞(英语:black hole)是时空展现出引力的加速度极端强大,以至于没有粒子,甚至电磁辐射,像是光都无法逃逸的区域。广义相对论预测,足够紧密的质量可以扭曲时空,形成黑洞;不可能从该区域逃离的边界称为事件视界 (英语:event horizon)。
图解:超大质量黑洞从吸积盘中吸积的概念图。
虽然,事件视界对穿越它的物体的命运和情况有巨大影响,但对该地区的观测似乎未能探测到任何特征。在许多方面,黑洞就像一个理想的黑体,它不反光。此外,弯曲时空中的量子场论预测,事件视界发出的霍金辐射,如同黑体的光谱一样,可以用来测量与质量反比的温度。在恒星质量的黑洞,这种温度高达数十亿K,因此基本上无法观测。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. theconversation
转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处
黑洞英文介绍100字左右
斯蒂芬•威廉姆•霍金1942年1月8日(伽利略逝世300年忌日)生于英格兰牛津。他一直从事宇宙的基本定律的研究工作。他与罗杰•彭罗斯一起发现爱因斯坦的广义相对论暗示了空间和时间是从大爆炸奇点处开始而至黑洞。 他获得过许多奖励,奖金,奖牌,他是英国皇家学会会员和美国国家科学学会会员。 Stephen William Hawking was born on 8 January 1942 (300 years after the death of Galileo) in Oxford, England. He has worked on the basic laws which govern the universe. With Roger Penrose he showed that Einstein's General Theory of Relativity implied space and time would have a beginning in the Big Bang and an end in black holes. He is the recipient of many awards, medals and prizes and is a Fellow of The Royal Society and a Member of the US National Academy of Sciences.
黑洞(Black hole)是根据现代的物理理论和天文学理论,所预言的在宇宙空间中存在的一种天体区域。历史上,法国力学家拉普拉斯曾预言:「一个质量如 250 个太阳,而直径为地球的发光恒星,由於其引力的作用,将不允许任何光线离开它。由於这个原因,宇宙中最大的发光天体,却不会被我们看见」。黑洞是由一个质量相当大的天体,在核能耗尽死亡后发生引力塌缩后形成。根据牛顿普适重力定理,由於黑洞的第一宇宙速度过大,连光也逃逸不出来,故名为黑洞。在此区域内的万有引力非常强大,任何物质都不可能从此区域内逃逸出去,甚至光线都被它强大的引力拉回,因此黑洞本身不会发光,但是黑洞也不会像其他不会发光的物体一样呈现出黑色,黑洞的引力可以让它身后的光线绕到它前面呈现,让你以为它是透明的。天文学家可藉观察黑洞周围物质被吸引时的情况下,找出黑洞位置。黑洞可以经由电子仪器观查到。 尺寸和质量质量达太阳10倍的黑洞之电脑模拟图黑洞是由大於太阳质量的倍的天体发生引力坍塌后形成的(小於个太阳质量的恒星,会变成白矮星)。天文学的观测表明,在很多星系的中心,包括银河系,都存在超过太阳质量上亿倍的超大质量黑洞。爱因斯坦的广义相对论预测有黑洞解。其中最简单的球对称解为史瓦西度量。这是由卡尔·史瓦西於1915年发现的爱因斯坦方程的解。根据史瓦西解,如果一个重力天体的半径小於一个特定值,天体将会发生坍塌,这个半径就叫做史瓦西半径。在这个半径以下的天体,其中的时空严重弯曲,从而使其发射的所有射线,无论是来自什麼方向的,都将被吸引入这个天体的中心。因为相对论指出在任何惯性座标中,物质的速率都不可能超越真空中的光速,在史瓦西半径以下的天体的任何物质,包括重力天体的组成物质——都将塌陷於中心部分。一个有理论上无限密度组成的点组成重力奇点(gravitational singularity)。由於在史瓦西半径内连光线都不能逃出黑洞,所以一个典型的黑洞确实是绝对「黑」的。温度黑洞越大,温度越低。特性目前公认的理论认为,黑洞只有三个物理量可以测量到:质量、电荷、角动量。也就是说:对於一个黑洞,一旦这三个物理量确定下来了,这个黑洞的特性也就唯一地确定了,这称为黑洞的无毛定理,或称作黑洞的唯一性定理。但是这个定理却只是限制了古典理论,没有否认可能有其他量子荷的存在,所以黑洞可以和大域单极或是宇宙弦共同存在,而带有大域量子荷。黑洞的合并会以光束发射强大的引力波,新的黑洞会因后座力脱离原本在星系核心的位置。如果速度足够大,它甚至有可能脱离星系母体[1]。分类分类方法一:超巨质量黑洞 到目前为止可以在所有已知星系中心发现其踪迹。 质量据说是太阳的数百万至十数亿倍。 小质量黑洞 质量为太阳质量的10至20倍,即超新星爆炸以后所留下的核心质量是太阳的3至15倍就会形成黑洞。 理论预测,当质量为太阳的 40 倍以上,可不经超新星爆炸过程而形成黑洞。 中型黑洞 推论是由小质量黑洞合并形成,最后则变成超巨质量黑洞 中型黑洞是否真实存在仍然存疑。 分类方法二:根据黑洞本身的物理特性(质量、电荷、角动量):不旋转不带电荷的黑洞。它的时空结构于1916年由施瓦西求出称施瓦西黑洞。 不旋转带电黑洞,称R-N黑洞。时空结构于1916-1918年由Reissner和Nordstrom求出。 旋转不带电黑洞,称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。 一般黑洞,称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。 微黑洞微黑洞是理论预言的一类黑洞,目前尚无证据支持微黑洞的存在。它们诞生于宇宙大爆炸初期,质量非常小,根据霍金的理论,黑洞质量越小,“蒸发”越快。因此如果存在微黑洞,那么它们现在一定已经蒸发殆尽了。百慕大,港台译百慕达(英语:Bermuda;又称百慕大群岛;旧称萨默斯岛)位于北大西洋,是英国的自治海外领地。位于北纬32度14分至32度25分,西经64度38分至64度53分,距北美洲约900多公里、美国东岸佛罗里达州迈阿密东北约1,100海里及加拿大新斯科舍省哈利法克斯东南约840海里。最接近的地标是美国北卡罗来纳州的哈特拉斯角(Cape Hatteras),西北约640海里(1,030公里)。百慕大是历史最悠久的英国海外领地,早于英格兰殖民《1707年联合法案》(Acts of Union 1707)颁布及英国建立前的一、两个世纪。联合国非殖民化委员会自1945年起将其列为全球16个非自治领地之一。“百慕大”一般指单一的群岛,由约138个岛屿和许多岩礁组成组成,总面积有平方海里(平方公里),稍大于美国的曼哈顿岛(纽约市的一部分,面积有平方海里)。其中7个主要岛屿有桥梁和堤道相连,面积有53平方公里,主岛百慕大(又称“大百慕大”)约35平方公里。百慕大的一些岛屿拥有多个名称(整个群岛,连同两个正式名称,历史上曾称为“La Garza”、“Virgineola”及“魔鬼岛”)。虽然地标不多,但地方重名的情况十分普遍;例如,有两个岛屿名为“长岛”,两个海湾名为“长湾”,而圣乔治镇位于圣乔治岛的圣乔治政区。另外,百慕大的首都——汉密尔顿市,位于主岛的Pembroke Parish(并非汉密尔顿区)。百慕大经济繁荣,依靠金融业和旅游业,以“避税天堂”和“公司天堂”闻名,是世界著名的离岸金融中心。当地有暖和的热带气候、风景优美的海滩,更常以粉红色细沙和蓝绿色海洋自诩。历史主条目:百慕大历史据信,百慕大于16世纪初,大概是1503年被西班牙探险家胡安·百慕大(Juan de Bermudez)首先发现,但他的记载只作粗略描述。及至1511年,彼得·马特(Peter Martyr d'Anghiera)所著的《Legatio Babylonica》一书中提及百慕大和该名西班牙人。同年,西班牙把岛屿加进航海图。西班牙和葡萄牙两国的船舰把百慕大群岛用作鲜肉和水的补给站。但是,幽灵和魔鬼的传说,令人们不敢在“魔鬼岛”上长期定居。现在,有关据称是由刺耳的雀岛(很可能是百慕大海燕(Bermuda Petrel))叫声和持续的风灾(多数早期的旅客在这种情况抵达)造成。百慕大和Gonzales Ferdinando d'Oviedo在1514年-1515年左右投机百慕大,意图在岛上缷下食用猪作为鲜肉期货,将来卖给来往的船只。然而,百慕大气候严酷,打消了他们登陆的念头。数年后,一艘从圣多明哥回航的葡萄牙船舰挤进了暗礁的两块岩石中。全体船员尽力营救,并花费了接下来的四个月用百慕大柏树建造新的船身,返回原先的出发点。据称,其中一个搁浅的船员在西班牙岩石上刻上了起首字母“R”和“P”与及年份“1543”。起首字母可能是象征“Rex Portugaline”,其后误传是西班牙人所为,以致该石被误名为“西班牙石”。在其后的世纪里,大概有人在百慕大层次逗留,但尚未有人定居。英国在弗吉尼亚州的首两个殖民地宣告失败,英王詹姆士一世和英格兰詹姆士六世毅然决定向弗吉尼亚州公司授予皇家宪章。1609年,公司的舰队司令——萨默斯(Admiral Sir George Somers)带领舰队驶离英格兰,前去救济已在两年前殖民的詹姆斯镇(Jamestown)殖民地。萨默斯曾经随同法兰西斯·德瑞克爵士(Sir Francis Drake)和沃尔特·罗利爵士(Sir Walter Raleigh) 航海,累积了经验。舰队在风暴中损毁,而旗舰——海洋冒险号(Sea Venture)在百慕大对开的海域失事(正如百慕大的纹章所描绘),生还者唯有在新领土上生活。(威廉·莎士比亚的剧作《暴风雨》可能受威廉·斯特雷奇(William Strachey)对这次海难的记述影响)英国皇室声称拥有百慕大,弗吉尼亚州公司的宪章遂增订有关条文。1615年,百慕大转交一家新公司——萨默斯岛公司(“萨默斯岛”至今仍是殖民地的正式名称),公司由相同的股东组成。美国的第一枚英国硬币在这里铸造。1610年,海洋冒险号的大多数生还者获两艘百慕大制的船舰接载至詹姆士镇。约翰·罗尔夫(John Rolfe)是生还者之一,他遗下了在百慕大埋葬的妻子和孩子。其后,他在詹姆士镇与波瓦坦(Chief Powhatan)之女波卡洪塔斯(Pocahontas)结婚,而罗尔夫独力开展弗吉尼亚的烟草业(伐木将成为殖民地的经济基础)。1612年,随着Plough号的抵达,经过仔细研究的百慕大殖民终于展开。由于土地不足,百慕大面对人口增长带来的问题。在首两个殖民的世纪,当地依靠稳定的移民以控制人口。美国独立战争前,有超过1万名移民的百慕大人,他们主要移民至美国南方。在那里,英格兰(后称大不列颠)正取代西班牙成为支配欧洲的帝国。18世纪末前,稳定的对外移民流尚未停止,航海业变成唯一的实业。当时,至少三分一的岛上人力随时在海上航行。然而,在17世纪,萨默斯岛公司压制造船业,因他它们需要百慕大人耕作以赚取收入。百慕大不能成为成功的农业殖民地。据报,运载烟草往英格兰的百慕大柏树箱子,比内里的货物还要值钱。但是,弗吉尼亚州殖民地出产的烟草,无论质、量均比百慕大的优胜。萨默斯岛公司倒闭后,百慕大人随即舍弃农业,改投造船业。他们在农地重新种植本土柏树(百慕大圆柏,学名“Juniperus bermudiana”,又称“百慕大柏树”),树木在全岛迅速生长。百慕大人充分利用特克斯群岛,砍伐森林后便开展世界最大的盐贸易。盐贸易在往后的世纪成为百慕大的经济支柱。百慕大船员希望进行贸易,而非纯粹供应食盐,然而,捕鲸业、私掠巡航和商人贸易却得到稳健的发展。百慕大单桅帆船的速度与机动性受到高度重视。特拉法加战役(Battle of Trafalgar)后期,百慕大的单桅帆船、英国皇家海军最快的船舰之一——HMS Pickle,甚至带着胜利的喜讯和海军上将尼尔森勋爵(Admiral Lord Nelson)的死讯全速返回英格兰。美国革命后,英国皇家海军为了改善海港,在爱尔兰岛建立了大造船厂。往后,海军把基地视作战略资产,后来基地更有利于美国(见下段)。百慕大让美利坚联盟国的封锁突围者(blockade runners)飞船可先稍作停泊,再向南航行。现在,一家小型博物馆保存了南部联邦军队用作间谋活动的办公室。20世纪初,随着现代交通和通讯系统的发展,百慕大成为受美国、加拿大和英国游客广为欢迎的旅游目的地。1930年,美国颁布《史慕特郝雷关税法案》(Smoot-Hawley Tariff Act),向其贸易伙伴中断百慕大盛极一时的农业出口贸易(主要是供应美国的新鲜疏菜),鼓励百慕大发展旅游业。在经济角度而言,旅游业的重要紧随国际金融业。政治百慕大行政机关的资金来自伊丽莎白二世,由百慕大总督代表她行使权力。英女王依英国政府的建议任命总督。防卫与外交至今仍是英国的责任,当局亦须确保百慕大政府有效施政。百慕大宪法的变更须得到英方的批准。百慕大宪法于1967年6月1日生效,并先后于1989年和2003年修改。政府首脑是总理。内阁由总理提名,由总督正式任命。立法部门由两院制议会构成。参议院是上议院,由7位经总督依总理和反对党领袖的建议任命的成员组成。众议院是下议院,36位成员经民选产生,任期5年。现任总督是约翰·维里克(John Vereker),2002年4月11日获任命。现任总理是艾瓦特·布朗(Ewart Brown),他在2006年10月的代表会议中击败了劳工进步党的前首相亚历克斯·斯科特(Alex Scot)。百慕大联合党(United Bermuda Party)遂成为反对党。劳工进步党的领导层一直支持百慕大从英国独立,但民意调查的结果如外界所料,民众并不支持有关举动。该党于1995年展开了有关独立的公民投票,但终告失败。军事百慕大Hamilton的国殇纪念日阅兵典礼主条目:百慕大军事百慕大的防卫至今仍由英国政府负责。百慕大曾经成为英国皇家海军西大西洋总部,当地政府以民兵保卫殖民地,及至美国南北战争。昔日,英国皇家海成立基地,造船厂定期由士兵把守,但是,由于军力过剩,后随1812年战争解散。19世纪末,百慕大成立了一支志愿部队,为军事驻防地提供储备。百慕大的位置接近北大西洋中部,在两次世界大战中起重要作用。当地成为泛大西洋护航舰的集结点,以及海军和(时值第二次世界大战)空军基地。1941年,美军通过《基地驱逐舰协定》(Destroyers for Bases Agreement),通过向英国转让美国海军剩余的驱逐舰以换取百慕大99年的租借权来建立海军和空军基地,及至冷战结束。基地占地平方公里(平方英里),土地大多填海得来。多年来,美国人把机场用作飞机的前线,搜索德国和苏联的潜艇。加拿大曾经在前英国皇家海军位于囚犯湾(Convict Bay)的基地营运战时海军基地——加拿大皇家海军舰艇萨默斯基地(HMCS Somers Isles)。同时,圣乔治亦在群岛西陲的Daniel's Head成立了电台收音站。1950年代,第二次世界大战结束,英国皇家海军关闭其造船厂和军事驻防地。美国的小型供应基地和美加的基地在造船厂范围内继续运作。1995年9月1日,两个基地连同英国及加拿大的基地皆告关闭。与环境相关的问题拖累了美方归还基地土地的进度。及至2002年,美方才正式将土地归还当地政府。今时今日,百慕大军是百慕大唯一的军队,一支在19世纪末以前组成的混合志愿部队。地理百慕大位于北大西洋,距北卡罗来纳州外岸(Outer Banks)的海特瑞斯角(Cape Hatteras)东至东南约580海里(1,074公里)、玛莎葡萄园岛(Martha's Vineyard)东南约590海里(1,093公里)(参见地图)。百慕大有103公里的海岸线。汉米尔顿市(City of Hamilton)和圣乔治镇(Town of St. George)是百慕大的两个法定自治市。当地亦设有一些称作“村庄”的地区,如Flatts Village、Tucker's Town和Somerset Village。一般人误解百慕大位于热带。其实,百慕大是亚热带气候受附近流动的湾流强烈影响。百慕大的气候非常潮湿,在夏季纵然温度看似适中,但酷热指数很高。冬季很暖和,一、二月的平均白昼温度约有20°C(68°F)。强风和暴雨,使温度感觉降至冰点以下,但实际温度很少降至10°C(50°F)。降雨是百慕大淡水的唯一来源,从屋顶和流域收集(或从地下矿体抽取)然后储进贮水池。每户居民通常都有至少一个贮水池,巩固当地的供水。经济百慕大拥有发达的国际商业经济体系,是不少外国公司的离岸金融中心,也是保险及各项金融服务的金融输出点。旅游业亦为百慕大带来可观的收入。百慕大的人均收入约高于美国的50%;美国中央情报局出版的《世界概况》(The World Factbook)显示,百慕大2004年的GDP有$45忆,这意味着人均总值达$69,900。换言之,百慕大拥有全球最高的人均GDP。百慕大被视为首要的离岸金融中心,政府不向个人或公司收入征收直接税。当地税制依赖进口税、薪俸税及消费税。有关的政策为国际保险公司带来优势,百慕大因而被视为世界的转保中心。[来源请求] 约400家由百慕大国际公司协会(Association of Bermuda International Companies,ABIC)作为代表的国际公司,自然以百慕大为基地。现今共有超过1,500家免税公司和国际公司在百慕大注册。旅游业是百慕大的第二大行业,大部分游客来自美国、加拿大和英国。他们会在当地的百慕大国际机场下机。百慕大采用百慕大元,货币已跟美元挂钩。在群岛内,美元钞票和硬币可跟百慕大货币替换使用。百慕大钞票印有伊丽莎白二世的头像。人口百慕大人口总共有65,365人(2005年7月估计),其中白人占,黑人占,混血儿占,同时还拥有少数但逐渐增长的亚裔族群人口。基于上世纪葡属群岛(尤其是亚速尔群岛)的移民,一部分人口保留了葡萄牙传统。这或可追溯至1840年代的马得拉家族[来源请求]。在最近的人口普查[来源请求],种族认同成为议题;[来源请求] 上段所述的人口统计数据,或会令人误解。岛上有少数黑人人口拥有不同的血统,尤其是欧洲和美国原住民血统。葡裔百慕大人往往被视为一个独立的族群,情况类似美国的拉丁美裔人。葡属群岛的移民,包括来自佛德角群岛的黑人,以及与百慕大白人和黑人通婚的葡萄牙人。因此,不少继承葡萄牙血统、传统及葡语名字的岛民,其数目并不计算于10%或以上的人口,而是典型地被列为“葡萄牙人”。美国原住民再度牵起关注,尤其在圣大卫,不少居民认同自己是在殖民的首个世纪时期,被卖去百慕大当奴隶的各种北美印第安人。上世纪,除了葡萄牙的大型移民外,加勒比海国家的移民亦持续涌现。有几千名主要来自英国、加拿大、西印度群岛和美国的外籍劳工,他们也居住在百慕大,主要从事需要专业技术的行业,例如会计,金融和保险业等。其余的则受雇于多个行业,包括旅馆、饭店、建筑、园艺等。根据2005年政府公布的受雇人口数字显示,在总共38,947劳动力人口中,有11,223(29%)是非百慕大公民旅游胜地 圣大卫灯塔,百慕大的旅游胜地以下是一些百慕大的旅游胜地:百慕大水族馆、博物馆及动物园[1] 百慕大海事博物馆 植物园 市厅 Crisson Jewellers Crystal, Fantasy and Leamington Caves 吉布士山灯塔(Gibbs Hill Lighthouse) 皇家海军造船厂(Royal Naval Dockyard) 圣大卫灯塔 圣乔治 圣彼德教堂 Swizzle Inn 假期日期 假期 备注 1月1日 新年 不定 耶稣受难节 百慕大人会放自制的风筝庆祝复活节 5月24日 百慕大日 原将维多利亚女王诞晨定为帝国日;后改称“百慕大日”,正式庆祝群岛的传统和文化 6月的第二个星期一 英女皇寿辰 7月最后的星期四或8月首个星期四 解放日 世界杯球赛首日 8月的首个星期五 Somer's Day 世界杯球赛翌日 9月的首个星期一 劳动节 11月11日 阵亡将士纪念日 12月25日 圣诞节 12月26日 节礼日 文化百慕大的文化受来自英国的殖民者影响甚多,承袭了英国的大多数传统和习俗;由于邻近美国,百慕大也受其影响。大部分百慕大人口为非洲奴隶的后裔。舞蹈和音乐是百慕大文化的精粹,不少舞蹈受到美国原住民移民和非洲奴隶影响。加勒比海的影响主导了百慕大的爱好。名人(依姓氏字母排列)Clyde Best,首位英格兰足球员(1960年代末-1970年代) Donald Henry "Bob" Burns,最高男声的健力士世界纪绿保持者 G. K. Butterfield,美国众议院议员(D-NC)、前高等法院法官、国家终审法院法官 Earl Cameron,艺人 Diana Dill,艺人,Michael和Joel Douglas之母 Michael Douglas,艺人/导演 Glyn Charles Anglim Gilbert,少将,排名最高的百慕大军人 Shaun Goater,前曼城前锋 Edward Harris,考古学家、考古学地层学Harris matrix法的创始人 Lance Hayward,爵士乐钢琴演奏者 Clarence Hill,奥运会拳术铜牌得主 Lena Headey,英格兰艺人 Heather Nova,音乐家 Mary Prince,奴隶,其叙述的《History of Mary Prince》一书协助结束大英帝国的奴隶制 Arthur Rankin, Jr.,制片人、导演、Rankin/Bass制作公司合伙人 Clarence "Nicky" Saunders,英联邦运动会跳高金牌得主 Gina Swainson,前世界小姐(1979年—1980年) Edward "Teddy" Tucker,潜水员、寻宝家 David B. Wingate,博物学家 Collie Buddz,雷鬼摇摆乐/舞厅音乐艺人 百慕大三角 Bermuda Triangle 亦称魔鬼三角区[1]和丧命地狱。 据说已有50多只船和20多架飞机在此处神秘失踪。该地区略呈三角形,位於美国南岸、百慕达岛和大安地列斯群岛之间。该地区无法解释的事件可上溯至19世纪中叶。船只失踪有时原因不明,有时还没有发出遇难讯号即无影无踪。突出的实例是装载着锰矿的美国海军辅助船“独眼神号”在1918年3月失踪,迄今仍是一个谜。1945年有5架美国轰炸机从佛罗里达州罗德岱堡空军基地起飞,在飞行训练途中用无线电报告他们遇难,然后电讯逐渐减弱消失,救难队也告失踪。 百慕大群岛是世界闻名的一个地方,位于美国北卡罗来纳州正东约600公里的海上。百慕大三角的具体地理位置是指位于大西洋上的百慕大群岛、迈阿密(美国佛罗里达半岛)和圣胡安(波多黎各岛)这三点连线形成的三角地带,面积达40万平方英里。百幕大三角由360多个岛屿组成的群岛,这些岛屿好似圆形的环躺卧在大西洋上,由于百慕大群岛与美洲大陆之间有一股暖流经过,因此,这里气候温和,四季如春岛上绿树常青,鲜花怒放。百慕大又被称为地球上最孤立的海岛.因为它与最接近的陆地也有几百英里之遥,因此,百慕大群岛四周是辽阔的海洋,具有蓝天绿水,白鸥飞翔,花香四溢的秀丽风景。 不过,百慕大之所以出名,并非是由于它的美丽的海岛风光,而是,提起百慕大,人们就会联想到恐怖而神秘的“百慕大三角海区”。相传,在这里航行的舰船或飞机常常神秘地失踪,事后不要说查明原因,就是连一点船舶和飞机的残骸碎片也找不到。以致于最有经验的海员或飞行员通过这里时,都无心欣赏那美丽如画的海上风光,而是战战兢兢,提心吊胆,唯恐碰上厄运,不明不白地葬送鱼腹。现在,百慕大三角已经成为那些神秘的、不可理解的各种失踪事件的代名词。
Stephen Huo Jin was born in 1942 , got the physics doctorate , did research work in British Cambridge University. Have already while getting 21 years old ago perceived, He unavoidably fell down once getting about. Though she suffers from the serious encephalopathic day by day, he decide that continues being engaged in the research and writing. Speaking , read and writing that oneself can even if will have fingers of a hand that can move about in the future that he must find the method to make. That " time biref history " of his became the best seller in 1988. 斯蒂芬·霍金1942年出生,获得过物理学博士学位,在英国剑桥大学作过研究工作。到21岁的时候就已经察觉到,他一走动就难免摔倒。虽然她患有日趋严重的脑病,但是他决定继续从事研究和写作。他必须找到办法使自己即使今后有一只手的手指能够活动也能讲话、阅读和写作。他的那本《时间简史》在1988年成了畅销书
黑洞 black hole 广义相对论所预言的一种天体。一个质量比太阳大8倍以上的恒星,一般经过超新星爆发留下超过二、三个太阳质量的核,将没有任何力能阻止它继续坍缩。当它的半径小于引力半径rg=2GM/c2(G为万有引力常数,c为光速,M为天体的质量)时,没有任何物质或辐射能够逃逸出来,成为黑洞。黑洞的性质由三个参量来表征,即质量M、角动量J和电荷Q。当J=Q=0时,它是球对称的史瓦西黑洞;当Q=0时,则为轴对称的克尔黑洞。黑洞的性质决定了探测黑洞的困难性。如果向黑洞下落的气体具有较大的角动量,则应绕着黑洞在轨道上旋转,形成一个气盘。气盘中相邻层之间因气体的粘滞性引起的摩擦产生了热能,理论计算表明,气盘应具有很高温度,在X射线波段产生辐射。另一方面,黑洞的质量应大于中子星的质量上限,能够精确确定质量的是双星系统。因此,最有希望找到黑洞的是大质量X射线双星,尤其是天鹅座X-1。这是一个X射线变源,它有一个光学对应体,从这个9等超巨星的光谱得到视向速度的周期性变化,暗示一个不可见伴星的存在。进一步算出它的质量大于4太阳质量,很可能是8太阳质量,大于中子星的上限2~3太阳质量;另一个有希望的黑洞候选者是大麦哲伦云X-3,它也是一个X射线双星,其中不可见天体的质量也是8太阳质量。参考资料:
黑洞英文介绍
黑洞 ,黑,表明它不会向外界发射或反射任何光线电磁波。洞,说的是任何东西,只要一进入它的边界,就休想再溜出去......
黑洞不是洞也不是球体。黑洞(英文:Black Hole)是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。故而,“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。
黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和γ射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。
推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹来得出,还可以取得其位置以及质量。
扩展资料:
分形几何特征:
一个由美国、英国、意大利和奥地利科学家组成的国际研究团队,根据先前的研究和通过超级计算机的模拟,发现黑洞、引力波和暗物质均具有分形几何特征。有专家认为,这一重大发现将导致对天文学甚至物理学诸多不同领域的深刻认识。
黑洞是宇宙空间内存在的一种密度无限大、体积无限小的天体,所有的物理定理遇到黑洞都会失效;它是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后,发生引力坍缩产生的。
当黑洞“打嗝”时,就意味着有某个天体被黑洞“吞噬”,黑洞依靠吞噬落入其中物质“成长”;当黑洞“进食”大量物质时,就会有高速等离子喷流从黑洞边缘逃逸而出。
科学家利用流体动力学和引力相关理论并通过超级计算机进行模拟后得出结论——“进食”正在成长过程中的黑洞,将会使其形成分形表面。
0维的黑洞没有熵,就违反了热力学定律了。
黑洞不是洞也不是球体
黑洞用英文介绍
黑洞(英文:Black Hole)是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。故而,“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。
黑洞 黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了. (现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见) 首先,对黑洞进行一下形象的说明: 黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引.黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。据猜测,黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。 再从物理学观点来解释一下: 黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大, 靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样),不管用多大的速度都无法脱离。对于地球来说,以第二宇宙速度(11.2km/s)来飞行就可以逃离地球,但是对于黑洞来说,它的第三宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以连光都跑不出来,于是射进去的光没有反射回来,我们的眼睛就看不到任何东西,只是黑色一片。 因为黑洞是不可见的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在。如果真的存在,它们到底在哪里? 黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。任何靠近它的物体都会被它吸进去,黑洞就变得像真空吸尘器一样 为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于黑洞。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。 让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先,考虑时间(空间的三维是长、宽、高)是现实世界中的第四维(虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以尽力去想象)。其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。 爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景:石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的,但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床面下沉得更多。事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害。 同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多。 如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进。反之,如果它经过一个下凹的地方 ,则它的路径呈弧形。同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。 现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷,还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。 现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且,若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。 我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其周围环境要高一些的温度。依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量,同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为:霍金辐射。黑洞散尽所有能量就会消失。 处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的一切。1969年,美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。 我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测,黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑。霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中。一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们。 霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。 所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光子。 根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律。当物体失去能量时,同时也会失去质量。黑洞同样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了。霍金预言,黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量。 但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演。事实上,黑洞爆炸后,释放的能量非常大,很有可能对身体是有害的。而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过100亿至200亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间 “黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。 根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。 等恒星的半径小于一特定值(天文学上叫“施瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指任何物质一旦掉进去,就再不能逃出,包括光。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。 那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。 当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。 质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。 这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积很小、密度趋向很大。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。 与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。 在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。 更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背! “黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。 按组成来划分,黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞,详情请看宇“宙黑洞论”。暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础。物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大。但物理黑洞的体积却非常小,它可以缩小到一个奇点。 黑洞吸积 Ramesh Narayan、Eliot Quartaer 文 Shea 译 黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的,这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时,它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。 天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一,而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天,恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体而形成的。行星——包括地球——也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。但是当中央天体是一个黑洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面。 然而黑洞并不是什么都吸收的,它也往外边散发质子. 爆炸的黑洞 黑洞会发出耀眼的光芒,体积会缩小,甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬·霍金于1974年做此语言时,整个科学界为之震动。黑洞曾被认为是宇宙最终的沉淀所:没有什么可以逃出黑洞,它们吞噬了气体和星体,质量增大,因而洞的体积只会增大,霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃,他结合了广义相对论和量子理论。他发现黑洞周围的引力场释放出能量,同时消耗黑洞的能量和质量,这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计,而小黑洞则以极高的速度辐射能量,直到黑洞的爆炸。 奇妙的萎缩的黑洞 当一个粒子从黑洞逃逸而没有偿还它借来的能量,黑洞就会从它的引力场中丧失同样数量的能量,而爱因斯坦的公式E=mc^2表明,能量的损失会导致质量的损失。因此,黑洞将变轻变小。 沸腾直至毁灭 所有的黑洞都会蒸发,只不过大的黑洞沸腾得较慢,它们的辐射非常微弱,因此另人难以觉察。但是随着黑洞逐渐变小,这个过程会加速,以至最终失控。黑洞委琐时,引力并也会变陡,产生更多的逃逸粒子,从黑洞中掠夺的能量和质量也就越多。黑洞委琐的越来越快,促使蒸发的速度变得越来越快,周围的光环变得更亮、更热,当温度达到10^15℃时,黑洞就会在爆炸中毁灭。 关于黑洞的文章: 自古以来,人类便一直梦想飞上蓝天,可没人知道在湛蓝的天幕之外还有一个硕大的黑色空间。在这个空间有光,有水,有生命。我们美丽的地球也是其中的一员。虽然宇宙是如此绚烂多彩,但在这里也同样是危机四伏的。小行星,红巨星,超新星大爆炸,黑洞…… 黑洞,顾名思义就是看不见的具有超强吸引力的物质。自从爱因斯坦和霍金通过猜测并进行理论推导出有这样一种物质之后,科学家们就在不断的探寻,求索,以避免我们的星球被毁灭。 也许你会问,黑洞与地球毁灭有什么关系?让我告诉你,这可大有联系,待你了解他之后就会明白。 黑洞,实际上是一团质量很大的物质,其引力极大(仡今为止还未发现有比它引力更大的物质),形成一个深井。它是由质量和密度极大的恒星不断坍缩而形成的,当恒星内部的物质核心发生极不稳定变化之后会形成一个称为“奇点”的孤立点(有关细节请查阅爱因斯坦的广义相对论)。他会将一切进入视界的物质吸入,任何东西不能从那里逃脱出来(包括光)。他没有具体形状,也无法看见它,只能根据周围行星的走向来判断它的存在。也许你会因为它的神秘莫测而吓的大叫起来,但实际上根本用不着过分担心,虽然它有强大的吸引力但与此同时这也是判断它位置的一个重要证据,就算它对距地球极近的物质产生影响时,我们也还有足够的时间挽救,因为那时它的“正式边界”还离我们很远。况且,恒星坍缩后大部分都会成为中子星或白矮星。但这并不意味着我们就可以放松警惕了(谁知道下一刻被吸入的会不会是我们呢?),这也是人类研究它的原因之一。 我们已经了解了他可怕的吸引力,但没人清楚被吸入后会是怎样的一片景象。对此,学者、科学家们也是莫衷一是,众说纷纭的。有人认为,被他吸入的物质会被毁灭。有的人则认为,黑洞是通往另一宇宙空间的通道。到底被吸入之后会如何我们也不得而知,也许只有那些被吸进去的物质才了解吧! 黑洞只是宇宙千千万万奥秘中的一员,但我们探求它的小部分秘密就不知花费了多少时间,一代人的力量是有限的,但千百万代人的力量汇聚在一起就一定会成功,相信我们以及我们的后代在不久的将来会将黑洞以至整个宇宙的奥秘完全探求出来。 恒星,白矮星,中子星,夸克星,黑洞是依次的五个密度当量星体,密度最小的当然是恒星,黑洞是物质的终极形态,黑洞之后就会发生宇宙大爆炸,能量释放出去后,又进入一个新的循环. 另外黑洞在网络中指电子邮件消息丢失或Usenet公告消失的地方。 黑洞这一术语是不久以前才出现的。它是1969年美国科学家约翰·惠勒为形象描述至少可回溯到200年前的这个思想时所杜撰的名字。那时候,共有两种光理论:一种是牛顿赞成的光的微粒说;另一种是光的波动说。我们现在知道,实际上这两者都是正确的。由于量子力学的波粒二象性,光既可认为是波,也可认为是粒子。在光的波动说中,不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的,人们可以预料,它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为,光粒子无限快地运动,所以引力不可能使之慢下来,但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。 1783年,剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上,在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他指出,一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引力场,以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光,还没到镌洞�椿岜缓阈堑囊�ξ��乩础C仔��凳荆�赡艽嬖诖罅空庋�暮阈牵�淙换嵊捎诖铀�悄抢锓⒊龅墓獠换岬酱镂颐钦舛��刮颐遣荒芸吹剿�牵��颐侨匀豢梢愿械剿�堑囊�Φ奈��饔谩U庹�俏颐窍衷诔莆�诙吹奈锾濉K�敲��涫档摹��诳占渲械暮诘目斩础<改曛�螅�ü�蒲Ъ依�绽�购罹粝匀欢雷蕴岢龊兔仔��嗨频墓勰睢7浅S腥さ氖牵��绽�怪唤�斯鄣隳扇胨�摹妒澜缦低场芬皇榈牡谝话婧偷诙�嬷校��谝院蟮陌姹局薪�渖救ィ�赡芩�衔�馐且桓鲇薮赖墓勰睢#ù送猓�獾奈⒘K翟?9世纪变得不时髦了;似乎一切都可以以波动理论来解释,而按照波动理论,不清楚光究竟是否受到引力的影响。) 事实上,因为光速是固定的,所以,在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理实在很不协调。(从地面发射上天的炮弹由于引力而减速,最后停止上升并折回地面;然而,一个光子必须以不变的速度继续向上,那么牛顿引力对于光如何发生影响呢?)直到1915年爱因斯坦提出广义相对论之前,一直没有关于引力如何影响光的协调的理论。甚至又过了很长时间,这个理论对大质量恒星的含意才被理解。 为了理解黑洞是如何形成的,我们首先需要理解一个恒星的生命周期。起初,大量的气体(大部分为氢)受自身的引力吸引,而开始向自身坍缩而形成恒星。当它收缩时,气体原子相互越来越频繁地以越来越大的速度碰撞——气体的温度上升。最后,气体变得如此之热,以至于当氢原子碰撞时,它们不再弹开而是聚合形成氦。如同一个受控氢弹爆炸,反应中释放出来的热使得恒星发光。这增添的热又使气体的压力升高,直到它足以平衡引力的吸引,这时气体停止收缩。这有一点像气球——内部气压试图使气球膨胀,橡皮的张力试图使气球缩小,它们之间存在一个平衡。从核反应发出的热和引力吸引的平衡,使恒星在很长时间内维持这种平衡。然而,最终恒星会耗尽了它的氢和其他核燃料。貌似大谬,其实不然的是,恒星初始的燃料越多,它则燃尽得越快。这是因为恒星的质量越大,它就必须越热才足以抵抗引力。而它越热,它的燃料就被用得越快。我们的太阳大概足够再燃烧50多亿年,但是质量更大的恒星可以在1亿年这么短的时间内用尽其燃料, 这个时间尺度比宇宙的年龄短得多了。当恒星耗尽了燃料,它开始变冷并开始收缩。随后发生的情况只有等到本世纪20年代末才初次被人们理解。 1928年,一位印度研究生——萨拉玛尼安·强德拉塞卡——乘船来英国剑桥跟英国天文学家阿瑟·爱丁顿爵士(一位广义相对论家)学习。(据记载,在本世纪20年代初有一位记者告诉爱丁顿,说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论,爱丁顿停了一下,然后回答:“我正在想这第三个人是谁”。)在他从印度来英的旅途中,强德拉塞卡算出在耗尽所有燃料之后,多大的恒星可以继续对抗自己的引力而维持自己。这个思想是说:当恒星变小时,物质粒子靠得非常近,而按照泡利不相容原理,它们必须有非常不同的速度。这使得它们互相散开并企图使恒星膨胀。一颗恒星可因引力作用和不相容原理引起的排斥力达到平衡而保持其半径不变,正如在它的生命的早期引力被热所平衡一样。 然而,强德拉塞卡意识到,不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。强德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。(这质量现在称为强德拉塞卡极限。)苏联科学家列夫·达维多维奇·兰道几乎在同时也得到了类似的发现。 这对大质量恒星的最终归宿具有重大的意义。如果一颗恒星的质量比强德拉塞卡极限小,它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英哩和密度为每立方英寸几百吨的“白矮星”。白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。我们观察到大量这样的白矮星。第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。 兰道指出,对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍或二倍,但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间,而不是电子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英哩左右,密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时,并没有任何方法去观察它。实际上,很久以后它们才被观察到。 另一方面,质量比强德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时,会出现一个很大的问题:在某种情形下,它们会爆炸或抛出足够的物质,使自己的质量减少到极限之下,以避免灾难性的引力坍缩。但是很难令人相信,不管恒星有多大,这总会发生。怎么知道它必须损失重量呢?即使每个恒星都设法失去足够多的重量以避免坍缩,如果你把更多的质量加在白矮星或中子星上,使之超过极限将会发生什么?它会坍缩到无限密度吗?爱丁顿为此感到震惊,他拒绝相信强德拉塞卡的结果。爱丁顿认为,一颗恒星不可能坍缩成一点。这是大多数科学家的观点:爱因斯坦自己写了一篇论文,宣布恒星的体积不会收缩为零。其他科学家,尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌意使强德拉塞卡抛弃了这方面的工作,转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然而,他获得1983年诺贝尔奖,至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的工作。 强德拉塞卡指出,不相容原理不能够阻止质量大于强德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。但是,根据广义相对论,这样的恒星会发生什么情况呢?这个问题被一位年轻的美国人罗伯特·奥本海默于1939年首次解决。然而,他所获得的结果表明,用当时的望远镜去观察不会再有任何结果。以后,因第二次世界大战的干扰,奥本海默本人非常密切地卷入到原子弹计划中去。战后,由于大部分科学家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去,因而引力坍缩的问题被大部分人忘记了。但在本世纪60年代,现代技术的应 图6.1用使得天文观测范围和数量大大增加, 重新激起人们对天文学和宇 宙学的大尺度问题的兴趣。奥本海默的工作被重新发现,并被一些人推广。 现在,我们从奥本海默的工作中得到一幅这样的图象:恒星的引力场改变了光线的路径,使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光锥是表示光线从其顶端发出后在空间——时间里传播的轨道。光锥在恒星表面附近稍微向内偏折,在日食时观察远处恒星发出的光线,可以看到这种偏折现象。当该恒星收缩时,其表面的引力场变得很强,光线向内偏折得更多,从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言,光线变得更黯淡更红。最后,当这恒星收缩到某一临界半径时,表面的引力场变得如此之强,使得光锥向内偏折得这么多,以至于光线再也逃逸不出去(图6.1) 。根据相对论,没有东西会走得比光还快。这样,如果光都逃逸不出来,其他东西更不可能逃逸,都会被引力拉回去。也就是说,存在一个事件的集合或空间——时间区域,光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。现在我们将这区域称作黑洞,将其边界称作事件视界,它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。 当你观察一个恒星坍缩并形成黑洞时,为了理解你所看到的情况,切记在相对论中没有绝对时间。每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场,在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩,按照他的表,每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上去。在他的表的某一时刻,譬如11点钟,恒星刚好收缩到它的临界半径,此时引力场强到没有任何东西可以逃逸出去,他的信号再也不能传到空间飞船了。当11点到达时,他在空间飞船中的伙伴发现,航天员发来的一串信号的时间间隔越变越长。但是这个效应在10点59分59秒之前是非常微小的。在收到10点59分58秒和10点59分59秒发出的两个信号之间,他们只需等待比一秒钟稍长一点的时间,然而他们必须为11点发出的信号等待无限长的时间。按照航天员的手表,光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星表面发出;从空间飞船上看,那光波被散开到无限长的时间间隔里。在空间飞船上收到这一串光波的时间间隔变得越来越长,所以恒星来的光显得越来越红、越来越淡,最后,该恒星变得如此之朦胧,以至于从空间飞船上再也看不见它,所余下的只是空间中的一个黑洞。然而,此恒星继续以同样的引力作用到空间飞船上,使飞船继续绕着所形成的黑洞旋转。 但是由于以下的问题,使得上述情景不是完全现实的。你离开恒星越远则引力越弱,所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。在恒星还未收缩到临界半径而形成事件视界之前,这力的差就已经将我们的航天员拉成意大利面条那样,甚至将他撕裂!然而,我们相信,在宇宙中存在质量大得多的天体,譬如星系的中心区域,它们遭受到引力坍缩而产生黑洞;一位在这样的物体上面的航天员在黑洞形成之前不会被撕开。事实上,当他到达临界半径时,不会有任何异样的感觉..
在日常生活中,随着社会网络的不断发展,有的就比较容易理解,有的不是很好理解,偶尔有时候会听见别人提到黑洞这个词语,那么什么是黑洞呢? 黑洞(英文:Black Hole)是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。故而,“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。 2、 1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解,这个解表明,如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值,其周围会产生奇异的现象,即存在一个界面——“视界”,一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这个定值称作史瓦西半径,这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。 3、 黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和γ射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹来得出,还可以取得其位置以及质量。 4、 北京时间2019年4月10日21时,人类首张黑洞照片面世,该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。 5、 北京时间3月24日晚10点,中国科学家参与的事件视界望远镜(ETH)合作组织公布最新研究成果:偏振光下M87超大质量黑洞的影像。 关于什么是黑洞的相关内容就介绍到这里了。
黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。据猜测,黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。 因为黑洞是不可见的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在。如果真的存在,它们到底在哪里? 黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。任何靠近它的物体都会被它吸进去,黑洞就变得像真空吸尘器一样 为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于黑洞。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。 让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先,考虑时间(空间的三维是长、宽、高)是现实世界中的第四维(虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以尽力去想象)。其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。 爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景:石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的,但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床面下沉得更多。事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害。 同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害得多。 如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进。反之,如果它经过一个下凹的地方 ,则它的路径呈弧形。同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。 现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大的石头代表密度极大的黑洞。自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷,还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。 现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且,若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。 我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名的英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其周围环境要高一些的温度。依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量,同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为:霍金辐射。黑洞散尽所有能量就会消失。 处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的一切。1969年,美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞”。 我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测,黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑。 霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中。一般说来,可能直到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们。 霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言,看到逃逸的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。 所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光子。 根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律。当物体失去能量时,同时也会失去质量。黑洞同样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了。霍金预言,黑洞消失的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量。 但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演。事实上,黑洞爆炸后,释放的能量非常大,很有可能对身体是有害的。而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过100亿至200亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间。参考资料:回答者:光明女祭司 - 见习魔法师 三级 7-9 18:45评价已经被关闭 目前有 2 个人评价 好100% (2) 不好0% (0)