關(guān)于黑洞爆炸 黑洞爆炸會(huì)發(fā)生什么事情
黑洞是什么
黑洞中隱匿著巨大的引力場(chǎng)，這種引力大到任何東西，甚至連光，都難逃黑洞的手掌心。黑洞不讓任何其邊界以內(nèi)的任何事物被外界看見，這就是這種物體被稱為“黑洞”的緣故。我們無(wú)法通過(guò)光的反射來(lái)觀察它，只能通過(guò)受其影響的周圍物體來(lái)間接了解黑洞。據(jù)猜測(cè)，黑洞是死亡恒星或爆炸氣團(tuán)的剩余物，是在特殊的大質(zhì)量超巨星坍塌收縮時(shí)產(chǎn)生的。
因?yàn)楹诙词遣豢梢姷模杂腥艘恢敝靡桑诙词欠裾娴拇嬖凇Ｈ绻娴拇嬖冢鼈兊降自谀睦铮?
黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止，被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣
為了理解黑洞的動(dòng)力學(xué)和理解它們是怎樣使內(nèi)部的所有事物逃不出邊界，我們需要討論廣義相對(duì)論。廣義相對(duì)論是愛因斯坦創(chuàng)建的引力學(xué)說(shuō)，適用于行星、恒星，也適用于黑洞。愛因斯坦在1916年提出來(lái)的這一學(xué)說(shuō)，說(shuō)明空間和時(shí)間是怎樣因大質(zhì)量物體的存在而發(fā)生畸變。簡(jiǎn)言之，廣義相對(duì)論說(shuō)物質(zhì)彎曲了空間，而空間的彎曲又反過(guò)來(lái)影響穿越空間的物體的運(yùn)動(dòng)。
讓我們看一看愛因斯坦的模型是怎樣工作的。首先，考慮時(shí)間（空間的三維是長(zhǎng)、寬、高）是現(xiàn)實(shí)世界中的第四維（雖然難于在平常的三個(gè)方向之外再畫出一個(gè)方向，但我們可以盡力去想象）。其次，考慮時(shí)空是一張巨大的繃緊了的體操表演用的彈簧床的床面。
愛因斯坦的學(xué)說(shuō)認(rèn)為質(zhì)量使時(shí)空彎曲。我們不妨在彈簧床的床面上放一塊大石頭來(lái)說(shuō)明這一情景：石頭的重量使得繃緊了的床面稍微下沉了一些，雖然彈簧床面基本上仍舊是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在彈簧床中央放置更多的石塊，則將產(chǎn)生更大的效果，使床面下沉得更多。事實(shí)上，石頭越多，彈簧床面彎曲得越厲害。
同樣的道理，宇宙中的大質(zhì)量物體會(huì)使宇宙結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變。正如10塊石頭比1塊石頭使彈簧床面彎曲得更厲害一樣，質(zhì)量比太陽(yáng)大得多的天體比等于或小于一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的天體使空間彎曲得厲害得多。
如果一個(gè)網(wǎng)球在一張繃緊了的平坦的彈簧床上滾動(dòng)，它將沿直線前進(jìn)。反之，如果它經(jīng)過(guò)一個(gè)下凹的地方 ，則它的路徑呈弧形。同理，天體穿行時(shí)空的平坦區(qū)域時(shí)繼續(xù)沿直線前進(jìn)，而那些穿越彎曲區(qū)域的天體將沿彎曲的軌跡前進(jìn)。
現(xiàn)在再來(lái)看看黑洞對(duì)于其周圍的時(shí)空區(qū)域的影響。設(shè)想在彈簧床面上放置一塊質(zhì)量非常大的石頭代表密度極大的黑洞。自然，石頭將大大地影響床面，不僅會(huì)使其表面彎曲下陷，還可能使床面發(fā)生斷裂。類似的情形同樣可以宇宙出現(xiàn)，若宇宙中存在黑洞，則該處的宇宙結(jié)構(gòu)將被撕裂。這種時(shí)空結(jié)構(gòu)的破裂叫做時(shí)空的奇異性或奇點(diǎn)。
現(xiàn)在我們來(lái)看看為什么任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個(gè)滾過(guò)彈簧床面的網(wǎng)球，會(huì)掉進(jìn)大石頭形成的深洞一樣，一個(gè)經(jīng)過(guò)黑洞的物體也會(huì)被其引力陷阱所捕獲。而且，若要挽救運(yùn)氣不佳的物體需要無(wú)窮大的能量。
我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)，沒有任何能進(jìn)入黑洞而再逃離它的東西。但科學(xué)家認(rèn)為黑洞會(huì)緩慢地釋放其能量。著名的英國(guó)物理學(xué)家霍金在1974年證明黑洞有一個(gè)不為零的溫度，有一個(gè)比其周圍環(huán)境要高一些的溫度。依照物理學(xué)原理，一切比其周圍溫度高的物體都要釋放出熱量，同樣黑洞也不例外。一個(gè)黑洞會(huì)持續(xù)幾百萬(wàn)萬(wàn)億年散發(fā)能量，黑洞釋放能量稱為：霍金輻射。黑洞散盡所有能量就會(huì)消失。
處于時(shí)間與空間之間的黑洞，使時(shí)間放慢腳步，使空間變得有彈性，同時(shí)吞進(jìn)所有經(jīng)過(guò)它的一切。1969年，美國(guó)物理學(xué)家約翰 阿提 惠勒將這種貪得無(wú)厭的空間命名為“黑洞”。
我們都知道因?yàn)楹诙床荒芊瓷涔猓钥床灰姟Ｔ谖覀兊哪X海中黑洞可能是遙遠(yuǎn)而又漆黑的。但英國(guó)著名物理學(xué)家霍金認(rèn)為黑洞并不如大多數(shù)人想象中那樣黑。通過(guò)科學(xué)家的觀測(cè)，黑洞周圍存在輻射，而且很可能來(lái)自于黑洞，也就是說(shuō)，黑洞可能并沒有想象中那樣黑。
霍金指出黑洞的放射性物質(zhì)來(lái)源是一種實(shí)粒子，這些粒子在太空中成對(duì)產(chǎn)生，不遵從通常的物理定律。而且這些粒子發(fā)生碰撞后，有的就會(huì)消失在茫茫太空中。一般說(shuō)來(lái)，可能直到這些粒子消失時(shí)，我們都未曾有機(jī)會(huì)看到它們。
霍金還指出，黑洞產(chǎn)生的同時(shí)，實(shí)粒子就會(huì)相應(yīng)成對(duì)出現(xiàn)。其中一個(gè)實(shí)粒子會(huì)被吸進(jìn)黑洞中，另一個(gè)則會(huì)逃逸，一束逃逸的實(shí)粒子看起來(lái)就像光子一樣。對(duì)觀察者而言，看到逃逸的實(shí)粒子就感覺是看到來(lái)自黑洞中的射線一樣。
所以，引用霍金的話就是“黑洞并沒有想象中的那樣黑”，它實(shí)際上還發(fā)散出大量的光子。
根據(jù)愛因斯坦的能量與質(zhì)量守恒定律。當(dāng)物體失去能量時(shí)，同時(shí)也會(huì)失去質(zhì)量。黑洞同樣遵從能量與質(zhì)量守恒定律，當(dāng)黑洞失去能量時(shí)，黑洞也就不存在了。霍金預(yù)言，黑洞消失的一瞬間會(huì)產(chǎn)生劇烈的爆炸，釋放出的能量相當(dāng)于數(shù)百萬(wàn)顆氫彈的能量。
但你不要滿懷期望地抬起頭，以為會(huì)看到一場(chǎng)煙花表演。事實(shí)上，黑洞爆炸后，釋放的能量非常大，很有可能對(duì)身體是有害的。而且，能量釋放的時(shí)間也非常長(zhǎng)，有的會(huì)超過(guò)100億至200億年，比我們宇宙的歷史還長(zhǎng)，而徹底散盡能量則需要數(shù)萬(wàn)億年的時(shí)間
黑洞
談黑洞是在普遍沒有了解引力場(chǎng)本質(zhì)的情況下談黑洞。
如果按照黑洞定義談黑洞，那宇宙中的黑洞是不存在的。
因?yàn)橛钪嬷械奈镔|(zhì)具有物質(zhì)的本質(zhì)特性。
按照宇宙中物質(zhì)本質(zhì)特性，不可能恒星發(fā)出的光又會(huì)被恒星吸收回恒星。
黑洞是一種體積極小，質(zhì)量極大的恒星，在其強(qiáng)大的引力下，連光也無(wú)法逃逸———從恒星表面發(fā)出的光，還沒有到達(dá)遠(yuǎn)處即被該恒星自身的引力吸引回恒星。
一團(tuán)物質(zhì),如果其引力場(chǎng)強(qiáng)大到足以使時(shí)空完全彎曲而圍繞它自身,因而任何東西,甚至連光都無(wú)法逃逸,就叫做黑洞.不太多的物質(zhì)被壓縮到極高密度(例如將地球壓縮到一粒豌豆大小),或者,極大的一團(tuán)較低密度物質(zhì)(例如幾百萬(wàn)倍于太陽(yáng)的質(zhì)量分布在直徑與太陽(yáng)系一樣的球中,大致具有水的密度),都能出現(xiàn)這種情形.
第一位提出可能存在引力強(qiáng)大到光線不能逃離的'黑洞'的人是皇家學(xué)會(huì)特別會(huì)員約翰·米切爾,他于1783年向皇家學(xué)會(huì)陳述了這一見解.米切爾的計(jì)算依據(jù)是牛頓引力理論和光的微粒理論.前者是當(dāng)時(shí)最好的引力理論.后者則把光設(shè)想為有如小型炮彈的微小粒子(現(xiàn)在叫做光子)流.米切爾假定,這些光粒子應(yīng)該像任何其他物體一樣受到引力的影響.由于奧利·羅默(Ole Romer)早在100多年前就精確測(cè)定了光速.所以米切爾得以計(jì)算一個(gè)具有太陽(yáng)密度的天體必須多大,才能使逃逸速度大于光速.
如果這樣的天體存在,光就不能逃離它們,所以它們應(yīng)該是黑的.太陽(yáng)表面的逃逸速度只有光速的0.2%,但如果設(shè)想一系列越來(lái)越大但密度與太陽(yáng)相同的天體,則逃逸速度迅速增高.米切爾指出,直徑為太陽(yáng)直徑500倍的這樣一個(gè)天體(與太陽(yáng)系的大小相似),其逃逸速度應(yīng)該超過(guò)光速.
皮埃爾·拉普拉斯(Pierre Laplace)獨(dú)立得出并于1796年發(fā)表了同樣的結(jié)論.米切爾在一次特具先見之明的評(píng)論中指出,雖然這樣的天體是看不見的,但'如果碰巧任何其他發(fā)光天體圍繞它們運(yùn)行,我們也許仍有可能根據(jù)這些繞行天體的運(yùn)動(dòng)情況推斷中央天體的存在.換言之,米切爾認(rèn)為,如果黑洞存在于雙星中,那將最容易被發(fā)同.但這一有在黑星的見解在19世紀(jì)被遺忘了,直到天文學(xué)家認(rèn)識(shí)到黑洞可經(jīng)由另一途徑產(chǎn)生,在研討阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對(duì)論時(shí)才重新提起.
第一次世界大戰(zhàn)時(shí)在東部戰(zhàn)線服役的天文學(xué)家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild)是最先對(duì)愛因斯坦理論結(jié)論進(jìn)行分析的人之一.廣義相對(duì)論將引力解釋為時(shí)空在物質(zhì)近旁彎曲的結(jié)果.史瓦西計(jì)算了球形物體周圍時(shí)空幾何特性的嚴(yán)格數(shù)學(xué)模型,將它的計(jì)算寄給愛因斯坦,后者于1916年初把它們提交給普魯士科學(xué)院.這些計(jì)算表明,對(duì)'任何'質(zhì)量者存在一個(gè)臨界半徑,現(xiàn)在稱為史瓦西半徑,它對(duì)應(yīng)時(shí)空一種極端的變形,使得如果質(zhì)量被擠壓到臨界半徑以內(nèi),空間將彎曲到圍繞該物體并將它與宇宙其余部分隔斷開來(lái).它實(shí)際上成為了一個(gè)自行其是的獨(dú)立的宇宙,任何東西(光也在內(nèi))都無(wú)法逃離它.
對(duì)于太陽(yáng)史瓦西半徑是公里對(duì)于地球,它等于0.88厘米.這并不意味太陽(yáng)或地球中心有一個(gè)大小合適現(xiàn)在稱為黑洞(這個(gè)名詞是1967年才首次由約翰·惠勒用于這一含義的東西存在.在離天體中心的這一距離上,時(shí)空沒有任何反常.史瓦西計(jì)算表明的是,如果太陽(yáng)被擠壓進(jìn)半徑2.9公里的球內(nèi),或者,如果地球被擠壓進(jìn)半徑僅0.88厘米的球內(nèi),它們就將永遠(yuǎn)在一個(gè)黑洞內(nèi)而與外部宇宙隔離.物質(zhì)仍然可以掉進(jìn)這樣一個(gè)黑洞但沒東西能夠逃出來(lái).
這些結(jié)論被看成純粹數(shù)學(xué)珍藏品達(dá)數(shù)十年之久，因?yàn)闆]有人認(rèn)為真正的、實(shí)在的物體能夠坍縮到形成黑洞所要求的極端密度。1920年代開始了解了白矮星，但即使白矮星也擁有與太陽(yáng)大致相同的質(zhì)量而大小卻與地球差不多，其半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3公里。人們也未能及時(shí)領(lǐng)悟到，如果有大量的一般密度物質(zhì)，也可以造出一個(gè)本質(zhì)上與米切爾和拉普拉斯所想像的相同的黑洞。與任意質(zhì)量M對(duì)應(yīng)的史瓦西半徑由公式2GM/c2給出，其中G是引力常數(shù)。c是光速。
1930年代，薩布拉曼揚(yáng)·昌德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）證明，即使一顆白矮星，也僅當(dāng)其質(zhì)量小于1.4倍太陽(yáng)質(zhì)量時(shí)才是穩(wěn)定的，任何死亡的星如果比這更重，必將進(jìn)一步坍縮。有些研究家想到了這也許會(huì)導(dǎo)致形成中子星的可能性，中子星的典型半徑僅約白矮星的1/700，也就是幾公里大小。但這個(gè)思想一直要等到1960年代中期發(fā)現(xiàn)脈沖星，證明中子星確實(shí)存在之后，才被廣泛接受。
這重新燃起了對(duì)黑洞理論的興趣，因?yàn)橹凶有遣畈欢嗑鸵兂珊诙戳恕ｋm然很難想像將太陽(yáng)壓縮到半徑2.9公里以內(nèi)，但現(xiàn)在已經(jīng)知道存在質(zhì)量與太陽(yáng)相當(dāng)、半徑小于10公里的中子星，從中子星到黑洞也就一步之遙了。
理論研究表明，一個(gè)黑洞的行為僅由其三個(gè)特性所規(guī)定——它的質(zhì)量、它的電荷和它的自轉(zhuǎn)（角動(dòng)量）。無(wú)電荷、無(wú)自轉(zhuǎn)的黑洞用愛因斯坦方程式的史瓦西解描述；有電荷、無(wú)自轉(zhuǎn)的黑洞用賴斯納—諾德斯特羅姆解描述；無(wú)電荷、有自轉(zhuǎn)的黑洞用克爾解描述；有電荷、有自轉(zhuǎn)的黑洞用克爾—紐曼解描述。黑洞沒有其他特性，這已由‘黑洞沒有毛發(fā)’這句名言所概括。現(xiàn)實(shí)的黑洞大概應(yīng)該是自轉(zhuǎn)而無(wú)電荷，所以克爾解最令人感興趣。
現(xiàn)在都認(rèn)為，黑洞和中子星都是在磊質(zhì)量恒星發(fā)生超新星爆發(fā)時(shí)的臨死掙扎中產(chǎn)生的。計(jì)算表明，任何質(zhì)量大致小于3倍太陽(yáng)質(zhì)量（奧本海默—弗爾科夫極限）的至密超新星遺跡可以形成穩(wěn)定的中子星，但任何質(zhì)量大于這一極限的致密進(jìn)退新星遺跡將坍縮為黑洞，其內(nèi)容物將被壓進(jìn)黑洞中心的奇點(diǎn)，這正好是宇宙由之誕生的大爆炸奇點(diǎn)的鏡像反轉(zhuǎn)。如果這樣一個(gè)天體碰巧在繞一顆普通恒星的軌道上，它將剝奪伴星的物質(zhì)，形成一個(gè)由向黑洞匯集的熱物質(zhì)構(gòu)成的吸積盤。吸積盤中的溫度可以升至極高，以致它能輻射X射線，而使黑洞可被探測(cè)到。
1970年代初，米切爾的預(yù)言有了反響：在一個(gè)雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了這樣一種天體。一個(gè)叫做天鵝座X—1的X射線源被證認(rèn)為恒星HDE226868。這個(gè)系統(tǒng)的軌道動(dòng)力學(xué)特性表明，該源的X射線來(lái)自圍繞可見星軌道上一個(gè)比地球小的天體，但源的質(zhì)量卻大于奧本海默—弗爾科夫極限。這只可能是一個(gè)黑洞。此后，用同一方法又證認(rèn)了其他少數(shù)幾個(gè)黑洞。而1994年天鵝座V404這個(gè)系統(tǒng)成為迄今最佳黑洞‘候選體’，這是一個(gè)質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量70%的恒星圍繞大約12倍太陽(yáng)質(zhì)量的X射線源運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。但是，這些已被認(rèn)可的黑洞證認(rèn)大概不過(guò)是冰山之尖而已。
這種‘恒星質(zhì)量’黑洞，正如米切爾領(lǐng)悟的，只有當(dāng)它們?cè)陔p星系統(tǒng)中時(shí)才能探測(cè)到。一個(gè)孤立的黑洞無(wú)愧于它的名稱——它是黑暗的、不可探測(cè)的。然而，根據(jù)天體物理學(xué)理論，很多恒星應(yīng)該以中子星或黑洞作為其生命的結(jié)束。觀測(cè)者在雙星系統(tǒng)中實(shí)際上探測(cè)到的合適黑洞候選者差不多與他們發(fā)現(xiàn)的脈沖雙星一樣多，這表示孤立的恒星質(zhì)量黑洞數(shù)目應(yīng)該與孤立的脈沖星數(shù)目相同，這一推測(cè)得到了理論計(jì)算的支持。 我們銀河系中現(xiàn)在已知大約500個(gè)活動(dòng)的脈沖星。但理論表明，一個(gè)脈沖星作為射電源的活動(dòng)期是很短的，它很快衰竭成無(wú)法探測(cè)的寧?kù)o狀態(tài)。所以，相應(yīng)地我們周圍應(yīng)該存在更多的‘死’脈沖星（寧?kù)o中子星）。我們的銀河指法含有1000億顆明亮的恒星，而且已經(jīng)存在了數(shù)十億年之久。最佳的估計(jì)是，我們銀河指法今天含有4億個(gè)死脈沖星，而恒星質(zhì)量黑洞數(shù)量的甚至保守估計(jì)也達(dá)到這一數(shù)字的¼——1億個(gè)。如果真有這么多黑洞，而黑洞又無(wú)規(guī)則地散布在銀河系中的話，則最近的一個(gè)黑洞也離我們僅僅15光年。既然我們銀河系沒有什么獨(dú)特之處，那么宇宙中每個(gè)其他的星系也應(yīng)該含有同樣多的黑洞。Ic
星系也可能含有某種很像米切爾的拉普拉斯最初設(shè)想的‘黑星’的天體。這樣的天體現(xiàn)在稱為‘特大質(zhì)量黑洞’，被認(rèn)為存在于活動(dòng)星系和類星體的中心，它們提供的引力能可能解釋這些天體的巨大能量來(lái)源。一個(gè)大小如太陽(yáng)系、質(zhì)量數(shù)百萬(wàn)倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，可以從周圍每年食掉一到兩顆恒星的物質(zhì)。在這個(gè)過(guò)程中，很大一部分恒星質(zhì)量將遵照愛因斯坦分工E=mc2轉(zhuǎn)變成能量。寧?kù)o的超大質(zhì)量黑洞可能存在于包括我們銀河系在內(nèi)的所有星 一團(tuán)物質(zhì),如果其引力場(chǎng)強(qiáng)大到足以使時(shí)空完全彎曲而圍繞它自身,因而任何東西,甚至連光都無(wú)法逃逸,就叫做黑洞.不太多的物質(zhì)被壓縮到極高密度(例如將地球壓縮到一粒豌豆大小),或者,極大的一團(tuán)較低密度物質(zhì)(例如幾百萬(wàn)倍于太陽(yáng)的質(zhì)量分布在直徑與太陽(yáng)系一樣的球中,大致具有水的密度),都能出現(xiàn)這種情形.
第一位提出可能存在引力強(qiáng)大到光線不能逃離的'黑洞'的人是皇家學(xué)會(huì)特別會(huì)員約翰·米切爾,他于1783年向皇家學(xué)會(huì)陳述了這一見解.米切爾的計(jì)算依據(jù)是牛頓引力理論和光的微粒理論.前者是當(dāng)時(shí)最好的引力理論.后者則把光設(shè)想為有如小型炮彈的微小粒子(現(xiàn)在叫做光子)流.米切爾假定,這些光粒子應(yīng)該像任何其他物體一樣受到引力的影響.由于奧利·羅默(Ole Romer)早在100多年前就精確測(cè)定了光速.所以米切爾得以計(jì)算一個(gè)具有太陽(yáng)密度的天體必須多大,才能使逃逸速度大于光速.
如果這樣的天體存在,光就不能逃離它們,所以它們應(yīng)該是黑的.太陽(yáng)表面的逃逸速度只有光速的0.2%,但如果設(shè)想一系列越來(lái)越大但密度與太陽(yáng)相同的天體,則逃逸速度迅速增高.米切爾指出,直徑為太陽(yáng)直徑500倍的這樣一個(gè)天體(與太陽(yáng)系的大小相似),其逃逸速度應(yīng)該超過(guò)光速.
皮埃爾·拉普拉斯(Pierre Laplace)獨(dú)立得出并于1796年發(fā)表了同樣的結(jié)論.米切爾在一次特具先見之明的評(píng)論中指出,雖然這樣的天體是看不見的,但'如果碰巧任何其他發(fā)光天體圍繞它們運(yùn)行,我們也許仍有可能根據(jù)這些繞行天體的運(yùn)動(dòng)情況推斷中央天體的存在.換言之,米切爾認(rèn)為,如果黑洞存在于雙星中,那將最容易被發(fā)同.但這一有在黑星的見解在19世紀(jì)被遺忘了,直到天文學(xué)家認(rèn)識(shí)到黑洞可經(jīng)由另一途徑產(chǎn)生,在研討阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對(duì)論時(shí)才重新提起.
第一次世界大戰(zhàn)時(shí)在東部戰(zhàn)線服役的天文學(xué)家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild)是最先對(duì)愛因斯坦理論結(jié)論進(jìn)行分析的人之一.廣義相對(duì)論將引力解釋為時(shí)空在物質(zhì)近旁彎曲的結(jié)果.史瓦西計(jì)算了球形物體周圍時(shí)空幾何特性的嚴(yán)格數(shù)學(xué)模型,將它的計(jì)算寄給愛因斯坦,后者于1916年初把它們提交給普魯士科學(xué)院.這些計(jì)算表明,對(duì)'任何'質(zhì)量者存在一個(gè)臨界半徑,現(xiàn)在稱為史瓦西半徑,它對(duì)應(yīng)時(shí)空一種極端的變形,使得如果質(zhì)量被擠壓到臨界半徑以內(nèi),空間將彎曲到圍繞該物體并將它與宇宙其余部分隔斷開來(lái).它實(shí)際上成為了一個(gè)自行其是的獨(dú)立的宇宙,任何東西(光也在內(nèi))都無(wú)法逃離它.
對(duì)于太陽(yáng)史瓦西半徑是公里對(duì)于地球,它等于0.88厘米.這并不意味太陽(yáng)或地球中心有一個(gè)大小合適現(xiàn)在稱為黑洞(這個(gè)名詞是1967年才首次由約翰·惠勒用于這一含義的東西存在.在離天體中心的這一距離上,時(shí)空沒有任何反常.史瓦西計(jì)算表明的是,如果太陽(yáng)被擠壓進(jìn)半徑2.9公里的球內(nèi),或者,如果地球被擠壓進(jìn)半徑僅0.88厘米的球內(nèi),它們就將永遠(yuǎn)在一個(gè)黑洞內(nèi)而與外部宇宙隔離.物質(zhì)仍然可以掉進(jìn)這樣一個(gè)黑洞但沒東西能夠逃出來(lái).
這些結(jié)論被看成純粹數(shù)學(xué)珍藏品達(dá)數(shù)十年之久，因?yàn)闆]有人認(rèn)為真正的、實(shí)在的物體能夠坍縮到形成黑洞所要求的極端密度。1920年代開始了解了白矮星，但即使白矮星也擁有與太陽(yáng)大致相同的質(zhì)量而大小卻與地球差不多，其半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3公里。人們也未能及時(shí)領(lǐng)悟到，如果有大量的一般密度物質(zhì)，也可以造出一個(gè)本質(zhì)上與米切爾和拉普拉斯所想像的相同的黑洞。與任意質(zhì)量M對(duì)應(yīng)的史瓦西半徑由公式2GM/c2給出，其中G是引力常數(shù)。c是光速。
1930年代，薩布拉曼揚(yáng)·昌德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）證明，即使一顆白矮星，也僅當(dāng)其質(zhì)量小于1.4倍太陽(yáng)質(zhì)量時(shí)才是穩(wěn)定的，任何死亡的星如果比這更重，必將進(jìn)一步坍縮。有些研究家想到了這也許會(huì)導(dǎo)致形成中子星的可能性，中子星的典型半徑僅約白矮星的1/700，也就是幾公里大小。但這個(gè)思想一直要等到1960年代中期發(fā)現(xiàn)脈沖星，證明中子星確實(shí)存在之后，才被廣泛接受。
這重新燃起了對(duì)黑洞理論的興趣，因?yàn)橹凶有遣畈欢嗑鸵兂珊诙戳恕ｋm然很難想像將太陽(yáng)壓縮到半徑2.9公里以內(nèi)，但現(xiàn)在已經(jīng)知道存在質(zhì)量與太陽(yáng)相當(dāng)、半徑小于10公里的中子星，從中子星到黑洞也就一步之遙了。
理論研究表明，一個(gè)黑洞的行為僅由其三個(gè)特性所規(guī)定——它的質(zhì)量、它的電荷和它的自轉(zhuǎn)（角動(dòng)量）。無(wú)電荷、無(wú)自轉(zhuǎn)的黑洞用愛因斯坦方程式的史瓦西解描述；有電荷、無(wú)自轉(zhuǎn)的黑洞用賴斯納—諾德斯特羅姆解描述；無(wú)電荷、有自轉(zhuǎn)的黑洞用克爾解描述；有電荷、有自轉(zhuǎn)的黑洞用克爾—紐曼解描述。黑洞沒有其他特性，這已由‘黑洞沒有毛發(fā)’這句名言所概括。現(xiàn)實(shí)的黑洞大概應(yīng)該是自轉(zhuǎn)而無(wú)電荷，所以克爾解最令人感興趣。
現(xiàn)在都認(rèn)為，黑洞和中子星都是在磊質(zhì)量恒星發(fā)生超新星爆發(fā)時(shí)的臨死掙扎中產(chǎn)生的。計(jì)算表明，任何質(zhì)量大致小于3倍太陽(yáng)質(zhì)量（奧本海默—弗爾科夫極限）的至密超新星遺跡可以形成穩(wěn)定的中子星，但任何質(zhì)量大于這一極限的致密進(jìn)退新星遺跡將坍縮為黑洞，其內(nèi)容物將被壓進(jìn)黑洞中心的奇點(diǎn)，這正好是宇宙由之誕生的大爆炸奇點(diǎn)的鏡像反轉(zhuǎn)。如果這樣一個(gè)天體碰巧在繞一顆普通恒星的軌道上，它將剝奪伴星的物質(zhì)，形成一個(gè)由向黑洞匯集的熱物質(zhì)構(gòu)成的吸積盤。吸積盤中的溫度可以升至極高，以致它能輻射X射線，而使黑洞可被探測(cè)到。
1970年代初，米切爾的預(yù)言有了反響：在一個(gè)雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了這樣一種天體。一個(gè)叫做天鵝座X—1的X射線源被證認(rèn)為恒星HDE226868。這個(gè)系統(tǒng)的軌道動(dòng)力學(xué)特性表明，該源的X射線來(lái)自圍繞可見星軌道上一個(gè)比地球小的天體，但源的質(zhì)量卻大于奧本海默—弗爾科夫極限。這只可能是一個(gè)黑洞。此后，用同一方法又證認(rèn)了其他少數(shù)幾個(gè)黑洞。而1994年天鵝座V404這個(gè)系統(tǒng)成為迄今最佳黑洞‘候選體’，這是一個(gè)質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量70%的恒星圍繞大約12倍太陽(yáng)質(zhì)量的X射線源運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。但是，這些已被認(rèn)可的黑洞證認(rèn)大概不過(guò)是冰山之尖而已。
這種‘恒星質(zhì)量’黑洞，正如米切爾領(lǐng)悟的，只有當(dāng)它們?cè)陔p星系統(tǒng)中時(shí)才能探測(cè)到。一個(gè)孤立的黑洞無(wú)愧于它的名稱——它是黑暗的、不可探測(cè)的。然而，根據(jù)天體物理學(xué)理論，很多恒星應(yīng)該以中子星或黑洞作為其生命的結(jié)束。觀測(cè)者在雙星系統(tǒng)中實(shí)際上探測(cè)到的合適黑洞候選者差不多與他們發(fā)現(xiàn)的脈沖雙星一樣多，這表示孤立的恒星質(zhì)量黑洞數(shù)目應(yīng)該與孤立的脈沖星數(shù)目相同，這一推測(cè)得到了理論計(jì)算的支持。 我們銀河系中現(xiàn)在已知大約500個(gè)活動(dòng)的脈沖星。但理論表明，一個(gè)脈沖星作為射電源的活動(dòng)期是很短的，它很快衰竭成無(wú)法探測(cè)的寧?kù)o狀態(tài)。所以，相應(yīng)地我們周圍應(yīng)該存在更多的‘死’脈沖星（寧?kù)o中子星）。我們的銀河指法含有1000億顆明亮的恒星，而且已經(jīng)存在了數(shù)十億年之久。最佳的估計(jì)是，我們銀河指法今天含有4億個(gè)死脈沖星，而恒星質(zhì)量黑洞數(shù)量的甚至保守估計(jì)也達(dá)到這一數(shù)字的¼——1億個(gè)。如果真有這么多黑洞，而黑洞又無(wú)規(guī)則地散布在銀河系中的話，則最近的一個(gè)黑洞也離我們僅僅15光年。既然我們銀河系沒有什么獨(dú)特之處，那么宇宙中每個(gè)其他的星系也應(yīng)該含有同樣多的黑洞。Ic
星系也可能含有某種很像米切爾的拉普拉斯最初設(shè)想的‘黑星’的天體。這樣的天體現(xiàn)在稱為‘特大質(zhì)量黑洞’，被認(rèn)為存在于活動(dòng)星系和類星體的中心，它們提供的引力能可能解釋這些天體的巨大能量來(lái)源。一個(gè)大小如太陽(yáng)系、質(zhì)量數(shù)百萬(wàn)倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，可以從周圍每年食掉一到兩顆恒星的物質(zhì)。在這個(gè)過(guò)程中，很大一部分恒星質(zhì)量將遵照愛因斯坦分工E=mc2轉(zhuǎn)變成能量。寧?kù)o的超大質(zhì)量黑洞可能存在于包括我們銀河系在內(nèi)的所有星系星系的中心。
1994年，利用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，在離我們銀河系1500萬(wàn)秒差距的星系M87中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大小約15萬(wàn)秒差距的熱物質(zhì)盤，在繞該星系中心區(qū)運(yùn)動(dòng)，速率達(dá)到約2百萬(wàn)公里每小時(shí)（約5*10-7 5乘于10的7次方，厘米/秒，幾乎是光速的0.2%）。從M87的中心‘引擎’射出一條長(zhǎng)度超過(guò)1千秒差距的氣體噴流。M87中心吸積盤中的軌道速率決定性地證明，它是一個(gè)擁有30億倍太陽(yáng)質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞引力控制之下，噴流則可解釋為從吸積系統(tǒng)的一個(gè)極區(qū)涌出來(lái)的能量。
也是在1994年，牛津大學(xué)和基爾大學(xué)的天文學(xué)家，在稱為天鵝座V404的雙星系統(tǒng)中證認(rèn)了一個(gè)恒星質(zhì)量黑洞。我們已經(jīng)指出，該系統(tǒng)的軌道參數(shù)使他們得以給黑洞準(zhǔn)確‘量體重’，得出黑洞質(zhì)量約為太陽(yáng)的12倍，而圍繞它運(yùn)動(dòng)的普通恒星僅有太陽(yáng)質(zhì)量的70%左右。這是迄今對(duì)‘黑星’質(zhì)量有最精確測(cè)量，因而它也是關(guān)于黑洞存在的最佳的、獨(dú)特的證明.
有人推測(cè)，大爆炸中可能已經(jīng)產(chǎn)生了大量的微黑洞或原始黑洞，它們提供了宇宙質(zhì)量的相當(dāng)大部分。這種微黑洞典型大小同一個(gè)原子相當(dāng)，質(zhì)量大概是1億噸（10-11， 10的11次方千克）。沒有證據(jù)表示這種天體確實(shí)存在，但也很難證明它們不存在。系的中心。
1994年，利用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，在離我們銀河系1500萬(wàn)秒差距的星系M87中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大小約15萬(wàn)秒差距的熱物質(zhì)盤，在繞該星系中心區(qū)運(yùn)動(dòng)，速率達(dá)到約2百萬(wàn)公里每小時(shí)（約5*10-7 5乘于10的7次方，厘米/秒，幾乎是光速的0.2%）。從M87的中心‘引擎’射出一條長(zhǎng)度超過(guò)1千秒差距的氣體噴流。M87中心吸積盤中的軌道速率決定性地證明，它是一個(gè)擁有30億倍太陽(yáng)質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞引力控制之下，噴流則可解釋為從吸積系統(tǒng)的一個(gè)極區(qū)涌出來(lái)的能量。
也是在1994年，牛津大學(xué)和基爾大學(xué)的天文學(xué)家，在稱為天鵝座V404的雙星系統(tǒng)中證認(rèn)了一個(gè)恒星質(zhì)量黑洞。我們已經(jīng)指出，該系統(tǒng)的軌道參數(shù)使他們得以給黑洞準(zhǔn)確‘量體重’，得出黑洞質(zhì)量約為太陽(yáng)的12倍，而圍繞它運(yùn)動(dòng)的普通恒星僅有太陽(yáng)質(zhì)量的70%左右。這是迄今對(duì)‘黑星’質(zhì)量有最精確測(cè)量，因而它也是關(guān)于黑洞存在的最佳的、獨(dú)特的證明.
有人推測(cè)，大爆炸中可能已經(jīng)產(chǎn)生了大量的微黑洞或原始黑洞，它們提供了宇宙質(zhì)量的相當(dāng)大部分。這種微黑洞典型大小同一個(gè)原子相當(dāng)，質(zhì)量大概是1億噸（10-11， 10的11次方千克）。沒有證據(jù)表示這種天體確實(shí)存在，但也很難證明它們不存在
在黑洞不斷增大的假設(shè)中，黑洞的生命永遠(yuǎn)不會(huì)停止。但有一個(gè)預(yù)示性的停止正是由同一位霍金做出的，他把黑洞比作一個(gè)不斷充氣的氣球。1976年，霍金在《自然》雜志上發(fā)表文章指出，黑洞會(huì)不斷蒸發(fā)直到最后爆炸而消失。
今天這種理論已被普遍認(rèn)同。人們認(rèn)為有可能“看到”黑洞的最后的閃爍，就是能從高能電磁波中觀測(cè)到的黑洞最后爆炸時(shí)發(fā)射的y射線。
黑洞總是貪吃的，它們的終結(jié)正是由于狼吞虎咽地吃了某種消化不了的東西：帶“負(fù)能”的粒子。帶負(fù)能的粒子與提供正能的粒子一起來(lái)源于能層，但那些提供正能的粒子被推到了黑洞外面，而黑洞則吞下了帶負(fù)能的粒子，這樣它們就不得不用消耗自己能量的代價(jià)來(lái)彌補(bǔ)債務(wù)。因此黑洞的質(zhì)量減少了，并開始了一個(gè)不斷蒸發(fā)的過(guò)程。黑洞越來(lái)越小，越來(lái)越熱，它的能量在空間散失，最后這個(gè)老掠奪者就爆炸和消失了。
黑洞的大小不同，蒸發(fā)程度也不相同。
現(xiàn)在我們換個(gè)話題，不談從恒星坍縮產(chǎn)生的黑洞。科學(xué)家認(rèn)為，大爆炸后立即產(chǎn)生出宇宙，那時(shí)形成了許多極小的黑洞：它們大小像一個(gè)質(zhì)子但重量達(dá)億萬(wàn)噸。質(zhì)量巨大和溫度極高的微型黑洞正是蒸發(fā)現(xiàn)象的理想發(fā)生地。
現(xiàn)在，這些微型黑洞多數(shù)已經(jīng)消失了，但另外一些爆炸正在發(fā)生之中。據(jù)天體物理學(xué)家說(shuō)，有可能利用一個(gè)正在蒸發(fā)的微型黑洞來(lái)代替我們的太陽(yáng)。這個(gè)微型黑洞的質(zhì)量為月球質(zhì)量的1／1000，但直徑只有0．0005毫米。
這樣一個(gè)微型黑洞的溫度為幾千度，接近太陽(yáng)表面溫度，而且持續(xù)輻射能量的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年，如果和已知的宇宙年齡150億年相比，時(shí)間是足夠長(zhǎng)了，如果和太陽(yáng)100億年的壽命相比，更可以說(shuō)是一個(gè)永久性能源了。
黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止，被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣．
亦可以簡(jiǎn)單理解：通常恒星的最初只含氫元素，恒星內(nèi)部的氫原子時(shí)刻相互碰撞，發(fā)生裂變、聚變。由于恒星質(zhì)量很大，裂變與聚變產(chǎn)生的能量與恒星萬(wàn)有引力抗衡，以維持恒星結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。由于裂變與聚變，氫原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)最終發(fā)生改變，破裂并組成新的元素——氦元素。接著，氦原子也參與裂變與聚變，改變結(jié)構(gòu)，生成鋰元素。如此類推，按照元素周期表的順序，會(huì)依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至鐵元素生成，該恒星便會(huì)坍塌。這是由于鐵元素相當(dāng)穩(wěn)定不能參與裂變或聚變，而鐵元素存在于恒星內(nèi)部，導(dǎo)致恒星內(nèi)部不具有足夠的能量與質(zhì)量巨大的恒星的萬(wàn)有引力抗衡，從而引發(fā)恒星坍塌，最終形成黑洞。
黑洞會(huì)發(fā)出耀眼的光芒，體積會(huì)縮小，甚至?xí)ā．?dāng)英國(guó)物理學(xué)家史迪芬•霍金于1974年做此語(yǔ)言時(shí)，整個(gè)科學(xué)界為之震動(dòng)。
黑洞曾被認(rèn)為是宇宙最終的沉淀所在：沒有什么可以逃出黑洞，它們吞噬了氣體和星體，質(zhì)量增大，因而洞的體積只會(huì)增大。
霍金的理論是受靈感支配的思維的飛躍，他結(jié)合了廣義相對(duì)論和量子理論。他發(fā)現(xiàn)黑洞周圍的引力場(chǎng)釋放出能量，同時(shí)消耗黑洞的能量和質(zhì)量（當(dāng)一個(gè)粒子從黑洞逃逸而沒有償還它借來(lái)的能量，黑洞就會(huì)從它的引力場(chǎng)中喪失同樣數(shù)量的能量，而愛因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的損失會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量的損失）。當(dāng)黑洞的質(zhì)量越來(lái)越小時(shí)，它的溫度會(huì)越來(lái)越高。這樣，當(dāng)黑洞損失質(zhì)量時(shí)，它的溫度和發(fā)射率增加，因而它的質(zhì)量損失得更快。這種“霍金輻射”對(duì)大多數(shù)黑洞來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)，而小黑洞則以極高的速度輻射能量，直到黑洞的爆炸。
所有的黑洞都會(huì)蒸發(fā)，只不過(guò)大的黑洞沸騰得較慢，它們的輻射非常微弱，因此另人難以覺察。但是隨著黑洞逐漸變小，這個(gè)過(guò)程會(huì)加速，以至最終失控。黑洞萎縮時(shí)，引力并也會(huì)變陡，產(chǎn)生更多的逃逸粒子，從黑洞中掠奪的能量和質(zhì)量也就越多。黑洞萎縮的越來(lái)越快，促使蒸發(fā)的速度變得越來(lái)越快，周圍的光環(huán)變得更亮、更熱，當(dāng)溫度達(dá)到10^15℃時(shí)，黑洞就會(huì)在爆炸中毀滅。
黑洞中隱匿著巨大的引力場(chǎng)，這種引力大到任何東西，甚至連光，都難逃黑洞的手掌心。黑洞不讓任何其邊界以內(nèi)的任何事物被外界看見，這就是這種物體被稱為“黑洞”的緣故。我們無(wú)法通過(guò)光的反射來(lái)觀察它，只能通過(guò)受其影響的周圍物體來(lái)間接了解黑洞。據(jù)猜測(cè)，黑洞是死亡恒星或爆炸氣團(tuán)的剩余物，是在特殊的大質(zhì)量超巨星坍塌收縮時(shí)產(chǎn)生的。
因?yàn)楹诙词遣豢梢姷模杂腥艘恢敝靡桑诙词欠裾娴拇嬖凇Ｈ绻娴拇嬖冢鼈兊降自谀睦铮?
黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止，被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣
為了理解黑洞的動(dòng)力學(xué)和理解它們是怎樣使內(nèi)部的所有事物逃不出邊界，我們需要討論廣義相對(duì)論。廣義相對(duì)論是愛因斯坦創(chuàng)建的引力學(xué)說(shuō)，適用于行星、恒星，也適用于黑洞。愛因斯坦在1916年提出來(lái)的這一學(xué)說(shuō)，說(shuō)明空間和時(shí)間是怎樣因大質(zhì)量物體的存在而發(fā)生畸變。簡(jiǎn)言之，廣義相對(duì)論說(shuō)物質(zhì)彎曲了空間，而空間的彎曲又反過(guò)來(lái)影響穿越空間的物體的運(yùn)動(dòng)。
讓我們看一看愛因斯坦的模型是怎樣工作的。首先，考慮時(shí)間（空間的三維是長(zhǎng)、寬、高）是現(xiàn)實(shí)世界中的第四維（雖然難于在平常的三個(gè)方向之外再畫出一個(gè)方向，但我們可以盡力去想象）。其次，考慮時(shí)空是一張巨大的繃緊了的體操表演用的彈簧床的床面。
愛因斯坦的學(xué)說(shuō)認(rèn)為質(zhì)量使時(shí)空彎曲。我們不妨在彈簧床的床面上放一塊大石頭來(lái)說(shuō)明這一情景：石頭的重量使得繃緊了的床面稍微下沉了一些，雖然彈簧床面基本上仍舊是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在彈簧床中央放置更多的石塊，則將產(chǎn)生更大的效果，使床面下沉得更多。事實(shí)上，石頭越多，彈簧床面彎曲得越厲害。
同樣的道理，宇宙中的大質(zhì)量物體會(huì)使宇宙結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變。正如10塊石頭比1塊石頭使彈簧床面彎曲得更厲害一樣，質(zhì)量比太陽(yáng)大得多的天體比等于或小于一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的天體使空間彎曲得厲害得多。
如果一個(gè)網(wǎng)球在一張繃緊了的平坦的彈簧床上滾動(dòng)，它將沿直線前進(jìn)。反之，如果它經(jīng)過(guò)一個(gè)下凹的地方 ，則它的路徑呈弧形。同理，天體穿行時(shí)空的平坦區(qū)域時(shí)繼續(xù)沿直線前進(jìn)，而那些穿越彎曲區(qū)域的天體將沿彎曲的軌跡前進(jìn)。
現(xiàn)在再來(lái)看看黑洞對(duì)于其周圍的時(shí)空區(qū)域的影響。設(shè)想在彈簧床面上放置一塊質(zhì)量非常大的石頭代表密度極大的黑洞。自然，石頭將大大地影響床面，不僅會(huì)使其表面彎曲下陷，還可能使床面發(fā)生斷裂。類似的情形同樣可以宇宙出現(xiàn)，若宇宙中存在黑洞，則該處的宇宙結(jié)構(gòu)將被撕裂。這種時(shí)空結(jié)構(gòu)的破裂叫做時(shí)空的奇異性或奇點(diǎn)。
現(xiàn)在我們來(lái)看看為什么任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個(gè)滾過(guò)彈簧床面的網(wǎng)球，會(huì)掉進(jìn)大石頭形成的深洞一樣，一個(gè)經(jīng)過(guò)黑洞的物體也會(huì)被其引力陷阱所捕獲。而且，若要挽救運(yùn)氣不佳的物體需要無(wú)窮大的能量。
我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)，沒有任何能進(jìn)入黑洞而再逃離它的東西。但科學(xué)家認(rèn)為黑洞會(huì)緩慢地釋放其能量。著名的英國(guó)物理學(xué)家霍金在1974年證明黑洞有一個(gè)不為零的溫度，有一個(gè)比其周圍環(huán)境要高一些的溫度。依照物理學(xué)原理，一切比其周圍溫度高的物體都要釋放出熱量，同樣黑洞也不例外。一個(gè)黑洞會(huì)持續(xù)幾百萬(wàn)萬(wàn)億年散發(fā)能量，黑洞釋放能量稱為：霍金輻射。黑洞散盡所有能量就會(huì)消失。
處于時(shí)間與空間之間的黑洞，使時(shí)間放慢腳步，使空間變得有彈性，同時(shí)吞進(jìn)所有經(jīng)過(guò)它的一切。1969年，美國(guó)物理學(xué)家約翰 阿提 惠勒將這種貪得無(wú)厭的空間命名為“黑洞”。
我們都知道因?yàn)楹诙床荒芊瓷涔猓钥床灰姟Ｔ谖覀兊哪X海中黑洞可能是遙遠(yuǎn)而又漆黑的。但英國(guó)著名物理學(xué)家霍金認(rèn)為黑洞并不如大多數(shù)人想象中那樣黑。通過(guò)科學(xué)家的觀測(cè)，黑洞周圍存在輻射，而且很可能來(lái)自于黑洞，也就是說(shuō)，黑洞可能并沒有想象中那樣黑。
霍金指出黑洞的放射性物質(zhì)來(lái)源是一種實(shí)粒子，這些粒子在太空中成對(duì)產(chǎn)生，不遵從通常的物理定律。而且這些粒子發(fā)生碰撞后，有的就會(huì)消失在茫茫太空中。一般說(shuō)來(lái)，可能直到這些粒子消失時(shí)，我們都未曾有機(jī)會(huì)看到它們。
霍金還指出，黑洞產(chǎn)生的同時(shí)，實(shí)粒子就會(huì)相應(yīng)成對(duì)出現(xiàn)。其中一個(gè)實(shí)粒子會(huì)被吸進(jìn)黑洞中，另一個(gè)則會(huì)逃逸，一束逃逸的實(shí)粒子看起來(lái)就像光子一樣。對(duì)觀察者而言，看到逃逸的實(shí)粒子就感覺是看到來(lái)自黑洞中的射線一樣。
所以，引用霍金的話就是“黑洞并沒有想象中的那樣黑”，它實(shí)際上還發(fā)散出大量的光子。
根據(jù)愛因斯坦的能量與質(zhì)量守恒定律。當(dāng)物體失去能量時(shí)，同時(shí)也會(huì)失去質(zhì)量。黑洞同樣遵從能量與質(zhì)量守恒定律，當(dāng)黑洞失去能量時(shí)，黑洞也就不存在了。霍金
在黑洞不斷增大的假設(shè)中，黑洞的生命永遠(yuǎn)不會(huì)停止。但有一個(gè)預(yù)示性的停止正是由同一位霍金做出的，他把黑洞比作一個(gè)不斷充氣的氣球。1976年，霍金在《自然》雜志上發(fā)表文章指出，黑洞會(huì)不斷蒸發(fā)直到最后爆炸而消失。
今天這種理論已被普遍認(rèn)同。人們認(rèn)為有可能“看到”黑洞的最后的閃爍，就是能從高能電磁波中觀測(cè)到的黑洞最后爆炸時(shí)發(fā)射的y射線。
黑洞總是貪吃的，它們的終結(jié)正是由于狼吞虎咽地吃了某種消化不了的東西：帶“負(fù)能”的粒子。帶負(fù)能的粒子與提供正能的粒子一起來(lái)源于能層，但那些提供正能的粒子被推到了黑洞外面，而黑洞則吞下了帶負(fù)能的粒子，這樣它們就不得不用消耗自己能量的代價(jià)來(lái)彌補(bǔ)債務(wù)。因此黑洞的質(zhì)量減少了，并開始了一個(gè)不斷蒸發(fā)的過(guò)程。黑洞越來(lái)越小，越來(lái)越熱，它的能量在空間散失，最后這個(gè)老掠奪者就爆炸和消失了。
黑洞的大小不同，蒸發(fā)程度也不相同。
現(xiàn)在我們換個(gè)話題，不談從恒星坍縮產(chǎn)生的黑洞。科學(xué)家認(rèn)為，大爆炸后立即產(chǎn)生出宇宙，那時(shí)形成了許多極小的黑洞：它們大小像一個(gè)質(zhì)子但重量達(dá)億萬(wàn)噸。質(zhì)量巨大和溫度極高的微型黑洞正是蒸發(fā)現(xiàn)象的理想發(fā)生地。
現(xiàn)在，這些微型黑洞多數(shù)已經(jīng)消失了，但另外一些爆炸正在發(fā)生之中。據(jù)天體物理學(xué)家說(shuō)，有可能利用一個(gè)正在蒸發(fā)的微型黑洞來(lái)代替我們的太陽(yáng)。這個(gè)微型黑洞的質(zhì)量為月球質(zhì)量的1／1000，但直徑只有0．0005毫米。
陳施17086856886： 關(guān)于黑洞大爆炸 -
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 宇宙是大爆炸產(chǎn)生的,大爆炸之前是引力奇點(diǎn).奇點(diǎn)是一個(gè)密度無(wú)限大、時(shí)空曲率無(wú)限高、熱量無(wú)限高、體積無(wú)限小的“點(diǎn)”,一切已知物理定律均在奇點(diǎn)失效.在奇點(diǎn)擴(kuò)張脫離極限以前,所有的狀態(tài)對(duì)于現(xiàn)存世界沒有影響,我們不可能從現(xiàn)在狀態(tài)推導(dǎo)到奇點(diǎn)以前的狀態(tài).
陳施17086856886： 什么叫黑洞大爆炸?
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 黑洞中隱匿著巨大的引力場(chǎng),這種引力大到任何東西,甚至連光,都難逃黑洞的手掌心.黑洞不讓任何其邊界以內(nèi)的任何事物被外界看見,這就是這種物體被稱為“黑洞”的緣故.我們無(wú)法通過(guò)光的反射來(lái)觀察它,只能通過(guò)受其影響的周圍物體來(lái)間接了解黑洞.據(jù)猜測(cè),黑洞是死亡恒星或爆炸氣團(tuán)的剩余物,是在特殊的大質(zhì)量超巨星坍塌收縮時(shí)產(chǎn)生的. 因?yàn)楹诙词遣豢梢姷?所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在.如果真的存在,它們到底在哪里?
陳施17086856886： 黑洞會(huì)爆炸嗎,它會(huì)復(fù)原嗎 -
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 三倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星最終就成為黑洞,吸收包括光在內(nèi)的任何靠近的物質(zhì),也許成為所謂的蟲洞,但指望爆炸的機(jī)率太小,怕只能等到宇宙坍塌為奇點(diǎn),再重新宇宙大爆炸.
陳施17086856886： 黑洞的大爆炸是什么意思?要簡(jiǎn)短一些! -
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 我們知道黑洞的中心是一個(gè)密度無(wú)限大,體積無(wú)限小的奇點(diǎn)黑洞爆炸只針對(duì)那些質(zhì)量較小的而言.我們現(xiàn)在都知道黑洞有溫度(盡管非常低)會(huì)產(chǎn)生輻射,而輻射會(huì)消耗黑洞的能量,它的能量從哪里來(lái)的呢?就是從黑洞奇點(diǎn)來(lái)的,奇點(diǎn)的以減少...
陳施17086856886： 關(guān)于黑洞的終極形態(tài).嗯…請(qǐng)問各位大大,黑洞的最終形態(tài)是什么,為什么有人說(shuō)黑洞會(huì)爆炸,最終會(huì)變成一個(gè)什么樣的東東?誰(shuí)能夠給我一個(gè)最為權(quán)威的解答... -
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______[答案] 其實(shí)樓主說(shuō)的黑洞的兩種結(jié)果都會(huì)存在.一個(gè)是黑洞爆炸,一個(gè)是黑洞蒸發(fā).主要是因?yàn)槠滟|(zhì)量不同才會(huì)出現(xiàn)兩種不同的結(jié)果.比如質(zhì)量小的黑洞,在沒有東西或者吞噬的能量小于霍金輻射,那么最終結(jié)果就是黑洞爆炸.比如我們的人造小黑洞,就是這樣...
陳施17086856886： 黑洞爆炸會(huì)不會(huì)形成新的宇宙? -
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 黑洞是否存在還很難說(shuō),現(xiàn)有的天文學(xué)存在很多問題,雖說(shuō)有的地方能夠自圓其說(shuō).對(duì)于黑洞的觀測(cè)事實(shí)是種效應(yīng)而已,但這種效應(yīng)是否是黑洞這種機(jī)制引起,值得懷疑.也就是說(shuō)整個(gè)大爆炸理論都有問題,只不過(guò)是還沒有找到更好的理論取代之,就只好堅(jiān)持罷了.我們應(yīng)該聽聽咱們中國(guó)人對(duì)宇宙的驚人看法,推薦看下>,可能會(huì)讓你的思想別有洞天.
陳施17086856886： 黑洞會(huì)爆炸嗎 -
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 霍金證明了以他名字命名的輻射--霍金輻射的存在,黑洞越小,霍金輻射越顯著,黑洞演化的最后階段,將是粒子的大爆發(fā),黑洞存在的最后一秒,釋放的能量相當(dāng)于數(shù)十億顆千萬(wàn)噸級(jí)的氫彈爆炸,這么巨大的能量釋放,可以形象地稱為黑洞在最后時(shí)刻會(huì)爆炸
陳施17086856886： 黑洞大爆炸是怎么形成的?
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 黑洞是由大質(zhì)量恒星在生命末期形成的,通常認(rèn)為是20倍太陽(yáng)質(zhì)量以上的恒星才形成黑洞, 恒星燃燒盡核心的燃料之后,再?zèng)]有力量來(lái)抗衡引力,開始劇烈收縮,并發(fā)生超新星爆發(fā),核心一直收縮,直至黑洞形成,落入黑洞, 黑洞內(nèi)已經(jīng)沒有其它力量能抵抗引力,任何東西都只能被壓縮、拉長(zhǎng),最后落進(jìn)奇點(diǎn),相當(dāng)恐怖! 至于黑洞的體積,通常是形容黑洞視界的大小.視界完全不像我們的地面,它不是固體表面,而是時(shí)空的分界:視界外的物體能看見,能離開黑洞;視界內(nèi)的物體看不見,而且只能落進(jìn)奇點(diǎn).
陳施17086856886： 黑洞爆炸會(huì)發(fā)生什么事情?會(huì)影響其他星球嗎?? Anyway,如果宇宙沒有黑洞,會(huì)比較好嗎?? -
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 根據(jù)目前的黑洞理論,黑洞中心存在一個(gè)密度與質(zhì)量無(wú)限大的奇點(diǎn),所以要定義黑洞之前,必須定義奇點(diǎn). 借用愛因斯坦的橡皮膜類比,假如一個(gè)物體的能量或者質(zhì)量足夠大,它就會(huì)將橡皮膜刺出一個(gè)洞,而這個(gè)洞就很可能是說(shuō)的奇點(diǎn).由于已...
陳施17086856886： 黑洞為什么會(huì)＂爆炸＂
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 黑洞的爆炸是因?yàn)楸凰鴣?lái)的星球是帶著的能量被釋放出來(lái)的... 黑洞是的引力的它的引力是宇宙中最大的速度光線也逃不出它的引力
黑洞中隱匿著巨大的引力場(chǎng)，這種引力大到任何東西，甚至連光，都難逃黑洞的手掌心。黑洞不讓任何其邊界以內(nèi)的任何事物被外界看見，這就是這種物體被稱為“黑洞”的緣故。我們無(wú)法通過(guò)光的反射來(lái)觀察它，只能通過(guò)受其影響的周圍物體來(lái)間接了解黑洞。據(jù)猜測(cè)，黑洞是死亡恒星或爆炸氣團(tuán)的剩余物，是在特殊的大質(zhì)量超巨星坍塌收縮時(shí)產(chǎn)生的。
因?yàn)楹诙词遣豢梢姷模杂腥艘恢敝靡桑诙词欠裾娴拇嬖凇Ｈ绻娴拇嬖冢鼈兊降自谀睦铮?
黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止，被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣
為了理解黑洞的動(dòng)力學(xué)和理解它們是怎樣使內(nèi)部的所有事物逃不出邊界，我們需要討論廣義相對(duì)論。廣義相對(duì)論是愛因斯坦創(chuàng)建的引力學(xué)說(shuō)，適用于行星、恒星，也適用于黑洞。愛因斯坦在1916年提出來(lái)的這一學(xué)說(shuō)，說(shuō)明空間和時(shí)間是怎樣因大質(zhì)量物體的存在而發(fā)生畸變。簡(jiǎn)言之，廣義相對(duì)論說(shuō)物質(zhì)彎曲了空間，而空間的彎曲又反過(guò)來(lái)影響穿越空間的物體的運(yùn)動(dòng)。
讓我們看一看愛因斯坦的模型是怎樣工作的。首先，考慮時(shí)間（空間的三維是長(zhǎng)、寬、高）是現(xiàn)實(shí)世界中的第四維（雖然難于在平常的三個(gè)方向之外再畫出一個(gè)方向，但我們可以盡力去想象）。其次，考慮時(shí)空是一張巨大的繃緊了的體操表演用的彈簧床的床面。
愛因斯坦的學(xué)說(shuō)認(rèn)為質(zhì)量使時(shí)空彎曲。我們不妨在彈簧床的床面上放一塊大石頭來(lái)說(shuō)明這一情景：石頭的重量使得繃緊了的床面稍微下沉了一些，雖然彈簧床面基本上仍舊是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在彈簧床中央放置更多的石塊，則將產(chǎn)生更大的效果，使床面下沉得更多。事實(shí)上，石頭越多，彈簧床面彎曲得越厲害。
同樣的道理，宇宙中的大質(zhì)量物體會(huì)使宇宙結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變。正如10塊石頭比1塊石頭使彈簧床面彎曲得更厲害一樣，質(zhì)量比太陽(yáng)大得多的天體比等于或小于一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的天體使空間彎曲得厲害得多。
如果一個(gè)網(wǎng)球在一張繃緊了的平坦的彈簧床上滾動(dòng)，它將沿直線前進(jìn)。反之，如果它經(jīng)過(guò)一個(gè)下凹的地方 ，則它的路徑呈弧形。同理，天體穿行時(shí)空的平坦區(qū)域時(shí)繼續(xù)沿直線前進(jìn)，而那些穿越彎曲區(qū)域的天體將沿彎曲的軌跡前進(jìn)。
現(xiàn)在再來(lái)看看黑洞對(duì)于其周圍的時(shí)空區(qū)域的影響。設(shè)想在彈簧床面上放置一塊質(zhì)量非常大的石頭代表密度極大的黑洞。自然，石頭將大大地影響床面，不僅會(huì)使其表面彎曲下陷，還可能使床面發(fā)生斷裂。類似的情形同樣可以宇宙出現(xiàn)，若宇宙中存在黑洞，則該處的宇宙結(jié)構(gòu)將被撕裂。這種時(shí)空結(jié)構(gòu)的破裂叫做時(shí)空的奇異性或奇點(diǎn)。
現(xiàn)在我們來(lái)看看為什么任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個(gè)滾過(guò)彈簧床面的網(wǎng)球，會(huì)掉進(jìn)大石頭形成的深洞一樣，一個(gè)經(jīng)過(guò)黑洞的物體也會(huì)被其引力陷阱所捕獲。而且，若要挽救運(yùn)氣不佳的物體需要無(wú)窮大的能量。
我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)，沒有任何能進(jìn)入黑洞而再逃離它的東西。但科學(xué)家認(rèn)為黑洞會(huì)緩慢地釋放其能量。著名的英國(guó)物理學(xué)家霍金在1974年證明黑洞有一個(gè)不為零的溫度，有一個(gè)比其周圍環(huán)境要高一些的溫度。依照物理學(xué)原理，一切比其周圍溫度高的物體都要釋放出熱量，同樣黑洞也不例外。一個(gè)黑洞會(huì)持續(xù)幾百萬(wàn)萬(wàn)億年散發(fā)能量，黑洞釋放能量稱為：霍金輻射。黑洞散盡所有能量就會(huì)消失。
處于時(shí)間與空間之間的黑洞，使時(shí)間放慢腳步，使空間變得有彈性，同時(shí)吞進(jìn)所有經(jīng)過(guò)它的一切。1969年，美國(guó)物理學(xué)家約翰 阿提 惠勒將這種貪得無(wú)厭的空間命名為“黑洞”。
我們都知道因?yàn)楹诙床荒芊瓷涔猓钥床灰姟Ｔ谖覀兊哪X海中黑洞可能是遙遠(yuǎn)而又漆黑的。但英國(guó)著名物理學(xué)家霍金認(rèn)為黑洞并不如大多數(shù)人想象中那樣黑。通過(guò)科學(xué)家的觀測(cè)，黑洞周圍存在輻射，而且很可能來(lái)自于黑洞，也就是說(shuō)，黑洞可能并沒有想象中那樣黑。
霍金指出黑洞的放射性物質(zhì)來(lái)源是一種實(shí)粒子，這些粒子在太空中成對(duì)產(chǎn)生，不遵從通常的物理定律。而且這些粒子發(fā)生碰撞后，有的就會(huì)消失在茫茫太空中。一般說(shuō)來(lái)，可能直到這些粒子消失時(shí)，我們都未曾有機(jī)會(huì)看到它們。
霍金還指出，黑洞產(chǎn)生的同時(shí)，實(shí)粒子就會(huì)相應(yīng)成對(duì)出現(xiàn)。其中一個(gè)實(shí)粒子會(huì)被吸進(jìn)黑洞中，另一個(gè)則會(huì)逃逸，一束逃逸的實(shí)粒子看起來(lái)就像光子一樣。對(duì)觀察者而言，看到逃逸的實(shí)粒子就感覺是看到來(lái)自黑洞中的射線一樣。
所以，引用霍金的話就是“黑洞并沒有想象中的那樣黑”，它實(shí)際上還發(fā)散出大量的光子。
根據(jù)愛因斯坦的能量與質(zhì)量守恒定律。當(dāng)物體失去能量時(shí)，同時(shí)也會(huì)失去質(zhì)量。黑洞同樣遵從能量與質(zhì)量守恒定律，當(dāng)黑洞失去能量時(shí)，黑洞也就不存在了。霍金預(yù)言，黑洞消失的一瞬間會(huì)產(chǎn)生劇烈的爆炸，釋放出的能量相當(dāng)于數(shù)百萬(wàn)顆氫彈的能量。
但你不要滿懷期望地抬起頭，以為會(huì)看到一場(chǎng)煙花表演。事實(shí)上，黑洞爆炸后，釋放的能量非常大，很有可能對(duì)身體是有害的。而且，能量釋放的時(shí)間也非常長(zhǎng)，有的會(huì)超過(guò)100億至200億年，比我們宇宙的歷史還長(zhǎng)，而徹底散盡能量則需要數(shù)萬(wàn)億年的時(shí)間
黑洞
談黑洞是在普遍沒有了解引力場(chǎng)本質(zhì)的情況下談黑洞。
如果按照黑洞定義談黑洞，那宇宙中的黑洞是不存在的。
因?yàn)橛钪嬷械奈镔|(zhì)具有物質(zhì)的本質(zhì)特性。
按照宇宙中物質(zhì)本質(zhì)特性，不可能恒星發(fā)出的光又會(huì)被恒星吸收回恒星。
黑洞是一種體積極小，質(zhì)量極大的恒星，在其強(qiáng)大的引力下，連光也無(wú)法逃逸———從恒星表面發(fā)出的光，還沒有到達(dá)遠(yuǎn)處即被該恒星自身的引力吸引回恒星。
一團(tuán)物質(zhì),如果其引力場(chǎng)強(qiáng)大到足以使時(shí)空完全彎曲而圍繞它自身,因而任何東西,甚至連光都無(wú)法逃逸,就叫做黑洞.不太多的物質(zhì)被壓縮到極高密度(例如將地球壓縮到一粒豌豆大小),或者,極大的一團(tuán)較低密度物質(zhì)(例如幾百萬(wàn)倍于太陽(yáng)的質(zhì)量分布在直徑與太陽(yáng)系一樣的球中,大致具有水的密度),都能出現(xiàn)這種情形.
第一位提出可能存在引力強(qiáng)大到光線不能逃離的'黑洞'的人是皇家學(xué)會(huì)特別會(huì)員約翰·米切爾,他于1783年向皇家學(xué)會(huì)陳述了這一見解.米切爾的計(jì)算依據(jù)是牛頓引力理論和光的微粒理論.前者是當(dāng)時(shí)最好的引力理論.后者則把光設(shè)想為有如小型炮彈的微小粒子(現(xiàn)在叫做光子)流.米切爾假定,這些光粒子應(yīng)該像任何其他物體一樣受到引力的影響.由于奧利·羅默(Ole Romer)早在100多年前就精確測(cè)定了光速.所以米切爾得以計(jì)算一個(gè)具有太陽(yáng)密度的天體必須多大,才能使逃逸速度大于光速.
如果這樣的天體存在,光就不能逃離它們,所以它們應(yīng)該是黑的.太陽(yáng)表面的逃逸速度只有光速的0.2%,但如果設(shè)想一系列越來(lái)越大但密度與太陽(yáng)相同的天體,則逃逸速度迅速增高.米切爾指出,直徑為太陽(yáng)直徑500倍的這樣一個(gè)天體(與太陽(yáng)系的大小相似),其逃逸速度應(yīng)該超過(guò)光速.
皮埃爾·拉普拉斯(Pierre Laplace)獨(dú)立得出并于1796年發(fā)表了同樣的結(jié)論.米切爾在一次特具先見之明的評(píng)論中指出,雖然這樣的天體是看不見的,但'如果碰巧任何其他發(fā)光天體圍繞它們運(yùn)行,我們也許仍有可能根據(jù)這些繞行天體的運(yùn)動(dòng)情況推斷中央天體的存在.換言之,米切爾認(rèn)為,如果黑洞存在于雙星中,那將最容易被發(fā)同.但這一有在黑星的見解在19世紀(jì)被遺忘了,直到天文學(xué)家認(rèn)識(shí)到黑洞可經(jīng)由另一途徑產(chǎn)生,在研討阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對(duì)論時(shí)才重新提起.
第一次世界大戰(zhàn)時(shí)在東部戰(zhàn)線服役的天文學(xué)家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild)是最先對(duì)愛因斯坦理論結(jié)論進(jìn)行分析的人之一.廣義相對(duì)論將引力解釋為時(shí)空在物質(zhì)近旁彎曲的結(jié)果.史瓦西計(jì)算了球形物體周圍時(shí)空幾何特性的嚴(yán)格數(shù)學(xué)模型,將它的計(jì)算寄給愛因斯坦,后者于1916年初把它們提交給普魯士科學(xué)院.這些計(jì)算表明,對(duì)'任何'質(zhì)量者存在一個(gè)臨界半徑,現(xiàn)在稱為史瓦西半徑,它對(duì)應(yīng)時(shí)空一種極端的變形,使得如果質(zhì)量被擠壓到臨界半徑以內(nèi),空間將彎曲到圍繞該物體并將它與宇宙其余部分隔斷開來(lái).它實(shí)際上成為了一個(gè)自行其是的獨(dú)立的宇宙,任何東西(光也在內(nèi))都無(wú)法逃離它.
對(duì)于太陽(yáng)史瓦西半徑是公里對(duì)于地球,它等于0.88厘米.這并不意味太陽(yáng)或地球中心有一個(gè)大小合適現(xiàn)在稱為黑洞(這個(gè)名詞是1967年才首次由約翰·惠勒用于這一含義的東西存在.在離天體中心的這一距離上,時(shí)空沒有任何反常.史瓦西計(jì)算表明的是,如果太陽(yáng)被擠壓進(jìn)半徑2.9公里的球內(nèi),或者,如果地球被擠壓進(jìn)半徑僅0.88厘米的球內(nèi),它們就將永遠(yuǎn)在一個(gè)黑洞內(nèi)而與外部宇宙隔離.物質(zhì)仍然可以掉進(jìn)這樣一個(gè)黑洞但沒東西能夠逃出來(lái).
這些結(jié)論被看成純粹數(shù)學(xué)珍藏品達(dá)數(shù)十年之久，因?yàn)闆]有人認(rèn)為真正的、實(shí)在的物體能夠坍縮到形成黑洞所要求的極端密度。1920年代開始了解了白矮星，但即使白矮星也擁有與太陽(yáng)大致相同的質(zhì)量而大小卻與地球差不多，其半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3公里。人們也未能及時(shí)領(lǐng)悟到，如果有大量的一般密度物質(zhì)，也可以造出一個(gè)本質(zhì)上與米切爾和拉普拉斯所想像的相同的黑洞。與任意質(zhì)量M對(duì)應(yīng)的史瓦西半徑由公式2GM/c2給出，其中G是引力常數(shù)。c是光速。
1930年代，薩布拉曼揚(yáng)·昌德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）證明，即使一顆白矮星，也僅當(dāng)其質(zhì)量小于1.4倍太陽(yáng)質(zhì)量時(shí)才是穩(wěn)定的，任何死亡的星如果比這更重，必將進(jìn)一步坍縮。有些研究家想到了這也許會(huì)導(dǎo)致形成中子星的可能性，中子星的典型半徑僅約白矮星的1/700，也就是幾公里大小。但這個(gè)思想一直要等到1960年代中期發(fā)現(xiàn)脈沖星，證明中子星確實(shí)存在之后，才被廣泛接受。
這重新燃起了對(duì)黑洞理論的興趣，因?yàn)橹凶有遣畈欢嗑鸵兂珊诙戳恕ｋm然很難想像將太陽(yáng)壓縮到半徑2.9公里以內(nèi)，但現(xiàn)在已經(jīng)知道存在質(zhì)量與太陽(yáng)相當(dāng)、半徑小于10公里的中子星，從中子星到黑洞也就一步之遙了。
理論研究表明，一個(gè)黑洞的行為僅由其三個(gè)特性所規(guī)定——它的質(zhì)量、它的電荷和它的自轉(zhuǎn)（角動(dòng)量）。無(wú)電荷、無(wú)自轉(zhuǎn)的黑洞用愛因斯坦方程式的史瓦西解描述；有電荷、無(wú)自轉(zhuǎn)的黑洞用賴斯納—諾德斯特羅姆解描述；無(wú)電荷、有自轉(zhuǎn)的黑洞用克爾解描述；有電荷、有自轉(zhuǎn)的黑洞用克爾—紐曼解描述。黑洞沒有其他特性，這已由‘黑洞沒有毛發(fā)’這句名言所概括。現(xiàn)實(shí)的黑洞大概應(yīng)該是自轉(zhuǎn)而無(wú)電荷，所以克爾解最令人感興趣。
現(xiàn)在都認(rèn)為，黑洞和中子星都是在磊質(zhì)量恒星發(fā)生超新星爆發(fā)時(shí)的臨死掙扎中產(chǎn)生的。計(jì)算表明，任何質(zhì)量大致小于3倍太陽(yáng)質(zhì)量（奧本海默—弗爾科夫極限）的至密超新星遺跡可以形成穩(wěn)定的中子星，但任何質(zhì)量大于這一極限的致密進(jìn)退新星遺跡將坍縮為黑洞，其內(nèi)容物將被壓進(jìn)黑洞中心的奇點(diǎn)，這正好是宇宙由之誕生的大爆炸奇點(diǎn)的鏡像反轉(zhuǎn)。如果這樣一個(gè)天體碰巧在繞一顆普通恒星的軌道上，它將剝奪伴星的物質(zhì)，形成一個(gè)由向黑洞匯集的熱物質(zhì)構(gòu)成的吸積盤。吸積盤中的溫度可以升至極高，以致它能輻射X射線，而使黑洞可被探測(cè)到。
1970年代初，米切爾的預(yù)言有了反響：在一個(gè)雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了這樣一種天體。一個(gè)叫做天鵝座X—1的X射線源被證認(rèn)為恒星HDE226868。這個(gè)系統(tǒng)的軌道動(dòng)力學(xué)特性表明，該源的X射線來(lái)自圍繞可見星軌道上一個(gè)比地球小的天體，但源的質(zhì)量卻大于奧本海默—弗爾科夫極限。這只可能是一個(gè)黑洞。此后，用同一方法又證認(rèn)了其他少數(shù)幾個(gè)黑洞。而1994年天鵝座V404這個(gè)系統(tǒng)成為迄今最佳黑洞‘候選體’，這是一個(gè)質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量70%的恒星圍繞大約12倍太陽(yáng)質(zhì)量的X射線源運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。但是，這些已被認(rèn)可的黑洞證認(rèn)大概不過(guò)是冰山之尖而已。
這種‘恒星質(zhì)量’黑洞，正如米切爾領(lǐng)悟的，只有當(dāng)它們?cè)陔p星系統(tǒng)中時(shí)才能探測(cè)到。一個(gè)孤立的黑洞無(wú)愧于它的名稱——它是黑暗的、不可探測(cè)的。然而，根據(jù)天體物理學(xué)理論，很多恒星應(yīng)該以中子星或黑洞作為其生命的結(jié)束。觀測(cè)者在雙星系統(tǒng)中實(shí)際上探測(cè)到的合適黑洞候選者差不多與他們發(fā)現(xiàn)的脈沖雙星一樣多，這表示孤立的恒星質(zhì)量黑洞數(shù)目應(yīng)該與孤立的脈沖星數(shù)目相同，這一推測(cè)得到了理論計(jì)算的支持。 我們銀河系中現(xiàn)在已知大約500個(gè)活動(dòng)的脈沖星。但理論表明，一個(gè)脈沖星作為射電源的活動(dòng)期是很短的，它很快衰竭成無(wú)法探測(cè)的寧?kù)o狀態(tài)。所以，相應(yīng)地我們周圍應(yīng)該存在更多的‘死’脈沖星（寧?kù)o中子星）。我們的銀河指法含有1000億顆明亮的恒星，而且已經(jīng)存在了數(shù)十億年之久。最佳的估計(jì)是，我們銀河指法今天含有4億個(gè)死脈沖星，而恒星質(zhì)量黑洞數(shù)量的甚至保守估計(jì)也達(dá)到這一數(shù)字的¼——1億個(gè)。如果真有這么多黑洞，而黑洞又無(wú)規(guī)則地散布在銀河系中的話，則最近的一個(gè)黑洞也離我們僅僅15光年。既然我們銀河系沒有什么獨(dú)特之處，那么宇宙中每個(gè)其他的星系也應(yīng)該含有同樣多的黑洞。Ic
星系也可能含有某種很像米切爾的拉普拉斯最初設(shè)想的‘黑星’的天體。這樣的天體現(xiàn)在稱為‘特大質(zhì)量黑洞’，被認(rèn)為存在于活動(dòng)星系和類星體的中心，它們提供的引力能可能解釋這些天體的巨大能量來(lái)源。一個(gè)大小如太陽(yáng)系、質(zhì)量數(shù)百萬(wàn)倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，可以從周圍每年食掉一到兩顆恒星的物質(zhì)。在這個(gè)過(guò)程中，很大一部分恒星質(zhì)量將遵照愛因斯坦分工E=mc2轉(zhuǎn)變成能量。寧?kù)o的超大質(zhì)量黑洞可能存在于包括我們銀河系在內(nèi)的所有星 一團(tuán)物質(zhì),如果其引力場(chǎng)強(qiáng)大到足以使時(shí)空完全彎曲而圍繞它自身,因而任何東西,甚至連光都無(wú)法逃逸,就叫做黑洞.不太多的物質(zhì)被壓縮到極高密度(例如將地球壓縮到一粒豌豆大小),或者,極大的一團(tuán)較低密度物質(zhì)(例如幾百萬(wàn)倍于太陽(yáng)的質(zhì)量分布在直徑與太陽(yáng)系一樣的球中,大致具有水的密度),都能出現(xiàn)這種情形.
第一位提出可能存在引力強(qiáng)大到光線不能逃離的'黑洞'的人是皇家學(xué)會(huì)特別會(huì)員約翰·米切爾,他于1783年向皇家學(xué)會(huì)陳述了這一見解.米切爾的計(jì)算依據(jù)是牛頓引力理論和光的微粒理論.前者是當(dāng)時(shí)最好的引力理論.后者則把光設(shè)想為有如小型炮彈的微小粒子(現(xiàn)在叫做光子)流.米切爾假定,這些光粒子應(yīng)該像任何其他物體一樣受到引力的影響.由于奧利·羅默(Ole Romer)早在100多年前就精確測(cè)定了光速.所以米切爾得以計(jì)算一個(gè)具有太陽(yáng)密度的天體必須多大,才能使逃逸速度大于光速.
如果這樣的天體存在,光就不能逃離它們,所以它們應(yīng)該是黑的.太陽(yáng)表面的逃逸速度只有光速的0.2%,但如果設(shè)想一系列越來(lái)越大但密度與太陽(yáng)相同的天體,則逃逸速度迅速增高.米切爾指出,直徑為太陽(yáng)直徑500倍的這樣一個(gè)天體(與太陽(yáng)系的大小相似),其逃逸速度應(yīng)該超過(guò)光速.
皮埃爾·拉普拉斯(Pierre Laplace)獨(dú)立得出并于1796年發(fā)表了同樣的結(jié)論.米切爾在一次特具先見之明的評(píng)論中指出,雖然這樣的天體是看不見的,但'如果碰巧任何其他發(fā)光天體圍繞它們運(yùn)行,我們也許仍有可能根據(jù)這些繞行天體的運(yùn)動(dòng)情況推斷中央天體的存在.換言之,米切爾認(rèn)為,如果黑洞存在于雙星中,那將最容易被發(fā)同.但這一有在黑星的見解在19世紀(jì)被遺忘了,直到天文學(xué)家認(rèn)識(shí)到黑洞可經(jīng)由另一途徑產(chǎn)生,在研討阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對(duì)論時(shí)才重新提起.
第一次世界大戰(zhàn)時(shí)在東部戰(zhàn)線服役的天文學(xué)家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild)是最先對(duì)愛因斯坦理論結(jié)論進(jìn)行分析的人之一.廣義相對(duì)論將引力解釋為時(shí)空在物質(zhì)近旁彎曲的結(jié)果.史瓦西計(jì)算了球形物體周圍時(shí)空幾何特性的嚴(yán)格數(shù)學(xué)模型,將它的計(jì)算寄給愛因斯坦,后者于1916年初把它們提交給普魯士科學(xué)院.這些計(jì)算表明,對(duì)'任何'質(zhì)量者存在一個(gè)臨界半徑,現(xiàn)在稱為史瓦西半徑,它對(duì)應(yīng)時(shí)空一種極端的變形,使得如果質(zhì)量被擠壓到臨界半徑以內(nèi),空間將彎曲到圍繞該物體并將它與宇宙其余部分隔斷開來(lái).它實(shí)際上成為了一個(gè)自行其是的獨(dú)立的宇宙,任何東西(光也在內(nèi))都無(wú)法逃離它.
對(duì)于太陽(yáng)史瓦西半徑是公里對(duì)于地球,它等于0.88厘米.這并不意味太陽(yáng)或地球中心有一個(gè)大小合適現(xiàn)在稱為黑洞(這個(gè)名詞是1967年才首次由約翰·惠勒用于這一含義的東西存在.在離天體中心的這一距離上,時(shí)空沒有任何反常.史瓦西計(jì)算表明的是,如果太陽(yáng)被擠壓進(jìn)半徑2.9公里的球內(nèi),或者,如果地球被擠壓進(jìn)半徑僅0.88厘米的球內(nèi),它們就將永遠(yuǎn)在一個(gè)黑洞內(nèi)而與外部宇宙隔離.物質(zhì)仍然可以掉進(jìn)這樣一個(gè)黑洞但沒東西能夠逃出來(lái).
這些結(jié)論被看成純粹數(shù)學(xué)珍藏品達(dá)數(shù)十年之久，因?yàn)闆]有人認(rèn)為真正的、實(shí)在的物體能夠坍縮到形成黑洞所要求的極端密度。1920年代開始了解了白矮星，但即使白矮星也擁有與太陽(yáng)大致相同的質(zhì)量而大小卻與地球差不多，其半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3公里。人們也未能及時(shí)領(lǐng)悟到，如果有大量的一般密度物質(zhì)，也可以造出一個(gè)本質(zhì)上與米切爾和拉普拉斯所想像的相同的黑洞。與任意質(zhì)量M對(duì)應(yīng)的史瓦西半徑由公式2GM/c2給出，其中G是引力常數(shù)。c是光速。
1930年代，薩布拉曼揚(yáng)·昌德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）證明，即使一顆白矮星，也僅當(dāng)其質(zhì)量小于1.4倍太陽(yáng)質(zhì)量時(shí)才是穩(wěn)定的，任何死亡的星如果比這更重，必將進(jìn)一步坍縮。有些研究家想到了這也許會(huì)導(dǎo)致形成中子星的可能性，中子星的典型半徑僅約白矮星的1/700，也就是幾公里大小。但這個(gè)思想一直要等到1960年代中期發(fā)現(xiàn)脈沖星，證明中子星確實(shí)存在之后，才被廣泛接受。
這重新燃起了對(duì)黑洞理論的興趣，因?yàn)橹凶有遣畈欢嗑鸵兂珊诙戳恕ｋm然很難想像將太陽(yáng)壓縮到半徑2.9公里以內(nèi)，但現(xiàn)在已經(jīng)知道存在質(zhì)量與太陽(yáng)相當(dāng)、半徑小于10公里的中子星，從中子星到黑洞也就一步之遙了。
理論研究表明，一個(gè)黑洞的行為僅由其三個(gè)特性所規(guī)定——它的質(zhì)量、它的電荷和它的自轉(zhuǎn)（角動(dòng)量）。無(wú)電荷、無(wú)自轉(zhuǎn)的黑洞用愛因斯坦方程式的史瓦西解描述；有電荷、無(wú)自轉(zhuǎn)的黑洞用賴斯納—諾德斯特羅姆解描述；無(wú)電荷、有自轉(zhuǎn)的黑洞用克爾解描述；有電荷、有自轉(zhuǎn)的黑洞用克爾—紐曼解描述。黑洞沒有其他特性，這已由‘黑洞沒有毛發(fā)’這句名言所概括。現(xiàn)實(shí)的黑洞大概應(yīng)該是自轉(zhuǎn)而無(wú)電荷，所以克爾解最令人感興趣。
現(xiàn)在都認(rèn)為，黑洞和中子星都是在磊質(zhì)量恒星發(fā)生超新星爆發(fā)時(shí)的臨死掙扎中產(chǎn)生的。計(jì)算表明，任何質(zhì)量大致小于3倍太陽(yáng)質(zhì)量（奧本海默—弗爾科夫極限）的至密超新星遺跡可以形成穩(wěn)定的中子星，但任何質(zhì)量大于這一極限的致密進(jìn)退新星遺跡將坍縮為黑洞，其內(nèi)容物將被壓進(jìn)黑洞中心的奇點(diǎn)，這正好是宇宙由之誕生的大爆炸奇點(diǎn)的鏡像反轉(zhuǎn)。如果這樣一個(gè)天體碰巧在繞一顆普通恒星的軌道上，它將剝奪伴星的物質(zhì)，形成一個(gè)由向黑洞匯集的熱物質(zhì)構(gòu)成的吸積盤。吸積盤中的溫度可以升至極高，以致它能輻射X射線，而使黑洞可被探測(cè)到。
1970年代初，米切爾的預(yù)言有了反響：在一個(gè)雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了這樣一種天體。一個(gè)叫做天鵝座X—1的X射線源被證認(rèn)為恒星HDE226868。這個(gè)系統(tǒng)的軌道動(dòng)力學(xué)特性表明，該源的X射線來(lái)自圍繞可見星軌道上一個(gè)比地球小的天體，但源的質(zhì)量卻大于奧本海默—弗爾科夫極限。這只可能是一個(gè)黑洞。此后，用同一方法又證認(rèn)了其他少數(shù)幾個(gè)黑洞。而1994年天鵝座V404這個(gè)系統(tǒng)成為迄今最佳黑洞‘候選體’，這是一個(gè)質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量70%的恒星圍繞大約12倍太陽(yáng)質(zhì)量的X射線源運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。但是，這些已被認(rèn)可的黑洞證認(rèn)大概不過(guò)是冰山之尖而已。
這種‘恒星質(zhì)量’黑洞，正如米切爾領(lǐng)悟的，只有當(dāng)它們?cè)陔p星系統(tǒng)中時(shí)才能探測(cè)到。一個(gè)孤立的黑洞無(wú)愧于它的名稱——它是黑暗的、不可探測(cè)的。然而，根據(jù)天體物理學(xué)理論，很多恒星應(yīng)該以中子星或黑洞作為其生命的結(jié)束。觀測(cè)者在雙星系統(tǒng)中實(shí)際上探測(cè)到的合適黑洞候選者差不多與他們發(fā)現(xiàn)的脈沖雙星一樣多，這表示孤立的恒星質(zhì)量黑洞數(shù)目應(yīng)該與孤立的脈沖星數(shù)目相同，這一推測(cè)得到了理論計(jì)算的支持。 我們銀河系中現(xiàn)在已知大約500個(gè)活動(dòng)的脈沖星。但理論表明，一個(gè)脈沖星作為射電源的活動(dòng)期是很短的，它很快衰竭成無(wú)法探測(cè)的寧?kù)o狀態(tài)。所以，相應(yīng)地我們周圍應(yīng)該存在更多的‘死’脈沖星（寧?kù)o中子星）。我們的銀河指法含有1000億顆明亮的恒星，而且已經(jīng)存在了數(shù)十億年之久。最佳的估計(jì)是，我們銀河指法今天含有4億個(gè)死脈沖星，而恒星質(zhì)量黑洞數(shù)量的甚至保守估計(jì)也達(dá)到這一數(shù)字的¼——1億個(gè)。如果真有這么多黑洞，而黑洞又無(wú)規(guī)則地散布在銀河系中的話，則最近的一個(gè)黑洞也離我們僅僅15光年。既然我們銀河系沒有什么獨(dú)特之處，那么宇宙中每個(gè)其他的星系也應(yīng)該含有同樣多的黑洞。Ic
星系也可能含有某種很像米切爾的拉普拉斯最初設(shè)想的‘黑星’的天體。這樣的天體現(xiàn)在稱為‘特大質(zhì)量黑洞’，被認(rèn)為存在于活動(dòng)星系和類星體的中心，它們提供的引力能可能解釋這些天體的巨大能量來(lái)源。一個(gè)大小如太陽(yáng)系、質(zhì)量數(shù)百萬(wàn)倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，可以從周圍每年食掉一到兩顆恒星的物質(zhì)。在這個(gè)過(guò)程中，很大一部分恒星質(zhì)量將遵照愛因斯坦分工E=mc2轉(zhuǎn)變成能量。寧?kù)o的超大質(zhì)量黑洞可能存在于包括我們銀河系在內(nèi)的所有星系星系的中心。
1994年，利用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，在離我們銀河系1500萬(wàn)秒差距的星系M87中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大小約15萬(wàn)秒差距的熱物質(zhì)盤，在繞該星系中心區(qū)運(yùn)動(dòng)，速率達(dá)到約2百萬(wàn)公里每小時(shí)（約5*10-7 5乘于10的7次方，厘米/秒，幾乎是光速的0.2%）。從M87的中心‘引擎’射出一條長(zhǎng)度超過(guò)1千秒差距的氣體噴流。M87中心吸積盤中的軌道速率決定性地證明，它是一個(gè)擁有30億倍太陽(yáng)質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞引力控制之下，噴流則可解釋為從吸積系統(tǒng)的一個(gè)極區(qū)涌出來(lái)的能量。
也是在1994年，牛津大學(xué)和基爾大學(xué)的天文學(xué)家，在稱為天鵝座V404的雙星系統(tǒng)中證認(rèn)了一個(gè)恒星質(zhì)量黑洞。我們已經(jīng)指出，該系統(tǒng)的軌道參數(shù)使他們得以給黑洞準(zhǔn)確‘量體重’，得出黑洞質(zhì)量約為太陽(yáng)的12倍，而圍繞它運(yùn)動(dòng)的普通恒星僅有太陽(yáng)質(zhì)量的70%左右。這是迄今對(duì)‘黑星’質(zhì)量有最精確測(cè)量，因而它也是關(guān)于黑洞存在的最佳的、獨(dú)特的證明.
有人推測(cè)，大爆炸中可能已經(jīng)產(chǎn)生了大量的微黑洞或原始黑洞，它們提供了宇宙質(zhì)量的相當(dāng)大部分。這種微黑洞典型大小同一個(gè)原子相當(dāng)，質(zhì)量大概是1億噸（10-11， 10的11次方千克）。沒有證據(jù)表示這種天體確實(shí)存在，但也很難證明它們不存在。系的中心。
1994年，利用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，在離我們銀河系1500萬(wàn)秒差距的星系M87中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大小約15萬(wàn)秒差距的熱物質(zhì)盤，在繞該星系中心區(qū)運(yùn)動(dòng)，速率達(dá)到約2百萬(wàn)公里每小時(shí)（約5*10-7 5乘于10的7次方，厘米/秒，幾乎是光速的0.2%）。從M87的中心‘引擎’射出一條長(zhǎng)度超過(guò)1千秒差距的氣體噴流。M87中心吸積盤中的軌道速率決定性地證明，它是一個(gè)擁有30億倍太陽(yáng)質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞引力控制之下，噴流則可解釋為從吸積系統(tǒng)的一個(gè)極區(qū)涌出來(lái)的能量。
也是在1994年，牛津大學(xué)和基爾大學(xué)的天文學(xué)家，在稱為天鵝座V404的雙星系統(tǒng)中證認(rèn)了一個(gè)恒星質(zhì)量黑洞。我們已經(jīng)指出，該系統(tǒng)的軌道參數(shù)使他們得以給黑洞準(zhǔn)確‘量體重’，得出黑洞質(zhì)量約為太陽(yáng)的12倍，而圍繞它運(yùn)動(dòng)的普通恒星僅有太陽(yáng)質(zhì)量的70%左右。這是迄今對(duì)‘黑星’質(zhì)量有最精確測(cè)量，因而它也是關(guān)于黑洞存在的最佳的、獨(dú)特的證明.
有人推測(cè)，大爆炸中可能已經(jīng)產(chǎn)生了大量的微黑洞或原始黑洞，它們提供了宇宙質(zhì)量的相當(dāng)大部分。這種微黑洞典型大小同一個(gè)原子相當(dāng)，質(zhì)量大概是1億噸（10-11， 10的11次方千克）。沒有證據(jù)表示這種天體確實(shí)存在，但也很難證明它們不存在
在黑洞不斷增大的假設(shè)中，黑洞的生命永遠(yuǎn)不會(huì)停止。但有一個(gè)預(yù)示性的停止正是由同一位霍金做出的，他把黑洞比作一個(gè)不斷充氣的氣球。1976年，霍金在《自然》雜志上發(fā)表文章指出，黑洞會(huì)不斷蒸發(fā)直到最后爆炸而消失。
今天這種理論已被普遍認(rèn)同。人們認(rèn)為有可能“看到”黑洞的最后的閃爍，就是能從高能電磁波中觀測(cè)到的黑洞最后爆炸時(shí)發(fā)射的y射線。
黑洞總是貪吃的，它們的終結(jié)正是由于狼吞虎咽地吃了某種消化不了的東西：帶“負(fù)能”的粒子。帶負(fù)能的粒子與提供正能的粒子一起來(lái)源于能層，但那些提供正能的粒子被推到了黑洞外面，而黑洞則吞下了帶負(fù)能的粒子，這樣它們就不得不用消耗自己能量的代價(jià)來(lái)彌補(bǔ)債務(wù)。因此黑洞的質(zhì)量減少了，并開始了一個(gè)不斷蒸發(fā)的過(guò)程。黑洞越來(lái)越小，越來(lái)越熱，它的能量在空間散失，最后這個(gè)老掠奪者就爆炸和消失了。
黑洞的大小不同，蒸發(fā)程度也不相同。
現(xiàn)在我們換個(gè)話題，不談從恒星坍縮產(chǎn)生的黑洞。科學(xué)家認(rèn)為，大爆炸后立即產(chǎn)生出宇宙，那時(shí)形成了許多極小的黑洞：它們大小像一個(gè)質(zhì)子但重量達(dá)億萬(wàn)噸。質(zhì)量巨大和溫度極高的微型黑洞正是蒸發(fā)現(xiàn)象的理想發(fā)生地。
現(xiàn)在，這些微型黑洞多數(shù)已經(jīng)消失了，但另外一些爆炸正在發(fā)生之中。據(jù)天體物理學(xué)家說(shuō)，有可能利用一個(gè)正在蒸發(fā)的微型黑洞來(lái)代替我們的太陽(yáng)。這個(gè)微型黑洞的質(zhì)量為月球質(zhì)量的1／1000，但直徑只有0．0005毫米。
這樣一個(gè)微型黑洞的溫度為幾千度，接近太陽(yáng)表面溫度，而且持續(xù)輻射能量的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年，如果和已知的宇宙年齡150億年相比，時(shí)間是足夠長(zhǎng)了，如果和太陽(yáng)100億年的壽命相比，更可以說(shuō)是一個(gè)永久性能源了。
黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止，被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣．
亦可以簡(jiǎn)單理解：通常恒星的最初只含氫元素，恒星內(nèi)部的氫原子時(shí)刻相互碰撞，發(fā)生裂變、聚變。由于恒星質(zhì)量很大，裂變與聚變產(chǎn)生的能量與恒星萬(wàn)有引力抗衡，以維持恒星結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。由于裂變與聚變，氫原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)最終發(fā)生改變，破裂并組成新的元素——氦元素。接著，氦原子也參與裂變與聚變，改變結(jié)構(gòu)，生成鋰元素。如此類推，按照元素周期表的順序，會(huì)依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至鐵元素生成，該恒星便會(huì)坍塌。這是由于鐵元素相當(dāng)穩(wěn)定不能參與裂變或聚變，而鐵元素存在于恒星內(nèi)部，導(dǎo)致恒星內(nèi)部不具有足夠的能量與質(zhì)量巨大的恒星的萬(wàn)有引力抗衡，從而引發(fā)恒星坍塌，最終形成黑洞。
黑洞會(huì)發(fā)出耀眼的光芒，體積會(huì)縮小，甚至?xí)ā．?dāng)英國(guó)物理學(xué)家史迪芬•霍金于1974年做此語(yǔ)言時(shí)，整個(gè)科學(xué)界為之震動(dòng)。
黑洞曾被認(rèn)為是宇宙最終的沉淀所在：沒有什么可以逃出黑洞，它們吞噬了氣體和星體，質(zhì)量增大，因而洞的體積只會(huì)增大。
霍金的理論是受靈感支配的思維的飛躍，他結(jié)合了廣義相對(duì)論和量子理論。他發(fā)現(xiàn)黑洞周圍的引力場(chǎng)釋放出能量，同時(shí)消耗黑洞的能量和質(zhì)量（當(dāng)一個(gè)粒子從黑洞逃逸而沒有償還它借來(lái)的能量，黑洞就會(huì)從它的引力場(chǎng)中喪失同樣數(shù)量的能量，而愛因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的損失會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量的損失）。當(dāng)黑洞的質(zhì)量越來(lái)越小時(shí)，它的溫度會(huì)越來(lái)越高。這樣，當(dāng)黑洞損失質(zhì)量時(shí)，它的溫度和發(fā)射率增加，因而它的質(zhì)量損失得更快。這種“霍金輻射”對(duì)大多數(shù)黑洞來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)，而小黑洞則以極高的速度輻射能量，直到黑洞的爆炸。
所有的黑洞都會(huì)蒸發(fā)，只不過(guò)大的黑洞沸騰得較慢，它們的輻射非常微弱，因此另人難以覺察。但是隨著黑洞逐漸變小，這個(gè)過(guò)程會(huì)加速，以至最終失控。黑洞萎縮時(shí)，引力并也會(huì)變陡，產(chǎn)生更多的逃逸粒子，從黑洞中掠奪的能量和質(zhì)量也就越多。黑洞萎縮的越來(lái)越快，促使蒸發(fā)的速度變得越來(lái)越快，周圍的光環(huán)變得更亮、更熱，當(dāng)溫度達(dá)到10^15℃時(shí)，黑洞就會(huì)在爆炸中毀滅。
黑洞中隱匿著巨大的引力場(chǎng)，這種引力大到任何東西，甚至連光，都難逃黑洞的手掌心。黑洞不讓任何其邊界以內(nèi)的任何事物被外界看見，這就是這種物體被稱為“黑洞”的緣故。我們無(wú)法通過(guò)光的反射來(lái)觀察它，只能通過(guò)受其影響的周圍物體來(lái)間接了解黑洞。據(jù)猜測(cè)，黑洞是死亡恒星或爆炸氣團(tuán)的剩余物，是在特殊的大質(zhì)量超巨星坍塌收縮時(shí)產(chǎn)生的。
因?yàn)楹诙词遣豢梢姷模杂腥艘恢敝靡桑诙词欠裾娴拇嬖凇Ｈ绻娴拇嬖冢鼈兊降自谀睦铮?
黑洞的產(chǎn)生過(guò)程類似于中子星的產(chǎn)生過(guò)程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發(fā)生強(qiáng)力爆炸。當(dāng)核心中所有的物質(zhì)都變成中子時(shí)收縮過(guò)程立即停止，被壓縮成一個(gè)密實(shí)的星球。但在黑洞情況下，由于恒星核心的質(zhì)量大到使收縮過(guò)程無(wú)休止地進(jìn)行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來(lái)的是一個(gè)密度高到難以想象的物質(zhì)。任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去，黑洞就變得像真空吸塵器一樣
為了理解黑洞的動(dòng)力學(xué)和理解它們是怎樣使內(nèi)部的所有事物逃不出邊界，我們需要討論廣義相對(duì)論。廣義相對(duì)論是愛因斯坦創(chuàng)建的引力學(xué)說(shuō)，適用于行星、恒星，也適用于黑洞。愛因斯坦在1916年提出來(lái)的這一學(xué)說(shuō)，說(shuō)明空間和時(shí)間是怎樣因大質(zhì)量物體的存在而發(fā)生畸變。簡(jiǎn)言之，廣義相對(duì)論說(shuō)物質(zhì)彎曲了空間，而空間的彎曲又反過(guò)來(lái)影響穿越空間的物體的運(yùn)動(dòng)。
讓我們看一看愛因斯坦的模型是怎樣工作的。首先，考慮時(shí)間（空間的三維是長(zhǎng)、寬、高）是現(xiàn)實(shí)世界中的第四維（雖然難于在平常的三個(gè)方向之外再畫出一個(gè)方向，但我們可以盡力去想象）。其次，考慮時(shí)空是一張巨大的繃緊了的體操表演用的彈簧床的床面。
愛因斯坦的學(xué)說(shuō)認(rèn)為質(zhì)量使時(shí)空彎曲。我們不妨在彈簧床的床面上放一塊大石頭來(lái)說(shuō)明這一情景：石頭的重量使得繃緊了的床面稍微下沉了一些，雖然彈簧床面基本上仍舊是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在彈簧床中央放置更多的石塊，則將產(chǎn)生更大的效果，使床面下沉得更多。事實(shí)上，石頭越多，彈簧床面彎曲得越厲害。
同樣的道理，宇宙中的大質(zhì)量物體會(huì)使宇宙結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變。正如10塊石頭比1塊石頭使彈簧床面彎曲得更厲害一樣，質(zhì)量比太陽(yáng)大得多的天體比等于或小于一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的天體使空間彎曲得厲害得多。
如果一個(gè)網(wǎng)球在一張繃緊了的平坦的彈簧床上滾動(dòng)，它將沿直線前進(jìn)。反之，如果它經(jīng)過(guò)一個(gè)下凹的地方 ，則它的路徑呈弧形。同理，天體穿行時(shí)空的平坦區(qū)域時(shí)繼續(xù)沿直線前進(jìn)，而那些穿越彎曲區(qū)域的天體將沿彎曲的軌跡前進(jìn)。
現(xiàn)在再來(lái)看看黑洞對(duì)于其周圍的時(shí)空區(qū)域的影響。設(shè)想在彈簧床面上放置一塊質(zhì)量非常大的石頭代表密度極大的黑洞。自然，石頭將大大地影響床面，不僅會(huì)使其表面彎曲下陷，還可能使床面發(fā)生斷裂。類似的情形同樣可以宇宙出現(xiàn)，若宇宙中存在黑洞，則該處的宇宙結(jié)構(gòu)將被撕裂。這種時(shí)空結(jié)構(gòu)的破裂叫做時(shí)空的奇異性或奇點(diǎn)。
現(xiàn)在我們來(lái)看看為什么任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個(gè)滾過(guò)彈簧床面的網(wǎng)球，會(huì)掉進(jìn)大石頭形成的深洞一樣，一個(gè)經(jīng)過(guò)黑洞的物體也會(huì)被其引力陷阱所捕獲。而且，若要挽救運(yùn)氣不佳的物體需要無(wú)窮大的能量。
我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)，沒有任何能進(jìn)入黑洞而再逃離它的東西。但科學(xué)家認(rèn)為黑洞會(huì)緩慢地釋放其能量。著名的英國(guó)物理學(xué)家霍金在1974年證明黑洞有一個(gè)不為零的溫度，有一個(gè)比其周圍環(huán)境要高一些的溫度。依照物理學(xué)原理，一切比其周圍溫度高的物體都要釋放出熱量，同樣黑洞也不例外。一個(gè)黑洞會(huì)持續(xù)幾百萬(wàn)萬(wàn)億年散發(fā)能量，黑洞釋放能量稱為：霍金輻射。黑洞散盡所有能量就會(huì)消失。
處于時(shí)間與空間之間的黑洞，使時(shí)間放慢腳步，使空間變得有彈性，同時(shí)吞進(jìn)所有經(jīng)過(guò)它的一切。1969年，美國(guó)物理學(xué)家約翰 阿提 惠勒將這種貪得無(wú)厭的空間命名為“黑洞”。
我們都知道因?yàn)楹诙床荒芊瓷涔猓钥床灰姟Ｔ谖覀兊哪X海中黑洞可能是遙遠(yuǎn)而又漆黑的。但英國(guó)著名物理學(xué)家霍金認(rèn)為黑洞并不如大多數(shù)人想象中那樣黑。通過(guò)科學(xué)家的觀測(cè)，黑洞周圍存在輻射，而且很可能來(lái)自于黑洞，也就是說(shuō)，黑洞可能并沒有想象中那樣黑。
霍金指出黑洞的放射性物質(zhì)來(lái)源是一種實(shí)粒子，這些粒子在太空中成對(duì)產(chǎn)生，不遵從通常的物理定律。而且這些粒子發(fā)生碰撞后，有的就會(huì)消失在茫茫太空中。一般說(shuō)來(lái)，可能直到這些粒子消失時(shí)，我們都未曾有機(jī)會(huì)看到它們。
霍金還指出，黑洞產(chǎn)生的同時(shí)，實(shí)粒子就會(huì)相應(yīng)成對(duì)出現(xiàn)。其中一個(gè)實(shí)粒子會(huì)被吸進(jìn)黑洞中，另一個(gè)則會(huì)逃逸，一束逃逸的實(shí)粒子看起來(lái)就像光子一樣。對(duì)觀察者而言，看到逃逸的實(shí)粒子就感覺是看到來(lái)自黑洞中的射線一樣。
所以，引用霍金的話就是“黑洞并沒有想象中的那樣黑”，它實(shí)際上還發(fā)散出大量的光子。
根據(jù)愛因斯坦的能量與質(zhì)量守恒定律。當(dāng)物體失去能量時(shí)，同時(shí)也會(huì)失去質(zhì)量。黑洞同樣遵從能量與質(zhì)量守恒定律，當(dāng)黑洞失去能量時(shí)，黑洞也就不存在了。霍金
在黑洞不斷增大的假設(shè)中，黑洞的生命永遠(yuǎn)不會(huì)停止。但有一個(gè)預(yù)示性的停止正是由同一位霍金做出的，他把黑洞比作一個(gè)不斷充氣的氣球。1976年，霍金在《自然》雜志上發(fā)表文章指出，黑洞會(huì)不斷蒸發(fā)直到最后爆炸而消失。
今天這種理論已被普遍認(rèn)同。人們認(rèn)為有可能“看到”黑洞的最后的閃爍，就是能從高能電磁波中觀測(cè)到的黑洞最后爆炸時(shí)發(fā)射的y射線。
黑洞總是貪吃的，它們的終結(jié)正是由于狼吞虎咽地吃了某種消化不了的東西：帶“負(fù)能”的粒子。帶負(fù)能的粒子與提供正能的粒子一起來(lái)源于能層，但那些提供正能的粒子被推到了黑洞外面，而黑洞則吞下了帶負(fù)能的粒子，這樣它們就不得不用消耗自己能量的代價(jià)來(lái)彌補(bǔ)債務(wù)。因此黑洞的質(zhì)量減少了，并開始了一個(gè)不斷蒸發(fā)的過(guò)程。黑洞越來(lái)越小，越來(lái)越熱，它的能量在空間散失，最后這個(gè)老掠奪者就爆炸和消失了。
黑洞的大小不同，蒸發(fā)程度也不相同。
現(xiàn)在我們換個(gè)話題，不談從恒星坍縮產(chǎn)生的黑洞。科學(xué)家認(rèn)為，大爆炸后立即產(chǎn)生出宇宙，那時(shí)形成了許多極小的黑洞：它們大小像一個(gè)質(zhì)子但重量達(dá)億萬(wàn)噸。質(zhì)量巨大和溫度極高的微型黑洞正是蒸發(fā)現(xiàn)象的理想發(fā)生地。
現(xiàn)在，這些微型黑洞多數(shù)已經(jīng)消失了，但另外一些爆炸正在發(fā)生之中。據(jù)天體物理學(xué)家說(shuō)，有可能利用一個(gè)正在蒸發(fā)的微型黑洞來(lái)代替我們的太陽(yáng)。這個(gè)微型黑洞的質(zhì)量為月球質(zhì)量的1／1000，但直徑只有0．0005毫米。
關(guān)于黑洞爆炸
根據(jù)愛因斯坦的能量與質(zhì)量守恒定律。當(dāng)物體失去能量時(shí)，同時(shí)也會(huì)失去質(zhì)量。黑洞同樣遵從能量與質(zhì)量守恒定律，當(dāng)黑洞失去能量時(shí)，黑洞也就不存在了。霍金預(yù)言，黑洞消失的一瞬間會(huì)產(chǎn)生劇烈的爆炸，釋放出的能量相當(dāng)于數(shù)百萬(wàn)顆氫彈的能量。
如果太陽(yáng)變成紅巨星后碰到黑洞會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響
1. 太陽(yáng)在其生命周期的晚期將膨脹成為紅巨星。2. 紅巨星太陽(yáng)變得極度不穩(wěn)定，最終可能會(huì)發(fā)生爆炸。3. 如果這樣的爆炸發(fā)生在黑洞附近，結(jié)果將取決于黑洞的質(zhì)量和吸引力。4. 一種可能是黑洞吸收了太陽(yáng)及其爆炸產(chǎn)生的物質(zhì)。5. 另一種可能是太陽(yáng)的爆炸物質(zhì)與黑洞相互作用，可能導(dǎo)致黑洞被摧毀。6. 存在一...
急:黑洞的大爆炸是什么意思?請(qǐng)簡(jiǎn)述!
黑洞爆炸只針對(duì)那些質(zhì)量較小的而言。我們現(xiàn)在都知道黑洞有溫度（盡管非常低）會(huì)產(chǎn)生輻射，而輻射會(huì)消耗黑洞的能量，它的能量從哪里來(lái)的呢？就是從黑洞奇點(diǎn)來(lái)的，奇點(diǎn)的以減少其質(zhì)量來(lái)提供黑洞輻射的能量。當(dāng)黑洞輻射的能量大于黑洞吸積的物質(zhì)提供給奇點(diǎn)的能量時(shí)，奇點(diǎn)的質(zhì)量將會(huì)減小，從而導(dǎo)致黑洞奇點(diǎn)的...
黑洞會(huì)發(fā)生爆炸嗎?
要理解這個(gè)問題，我們首先來(lái)了解下黑洞是如何形成的！以現(xiàn)在的理論來(lái)看，黑洞的形成分成兩種：一、原初黑洞 宇宙大爆炸時(shí)直接形成(本質(zhì)也是大質(zhì)量的物質(zhì)坍縮而成！)二、恒星型黑洞 超大恒星在其壽命末期超新星爆發(fā)后超過(guò)3.2倍太陽(yáng)質(zhì)量的內(nèi)核坍縮而成！兩者的區(qū)別是早期天體的不一樣，但有一點(diǎn)沒有區(qū)別，...
“宇宙大爆炸”巨大的爆炸能量來(lái)自哪里?
大爆炸宇宙模型認(rèn)為，宇宙起源于一個(gè)奇點(diǎn)，但奇點(diǎn)是超時(shí)空的玩意，也就是說(shuō)不是我們世界的東西，所以人類所有的理論在那里都失效，無(wú)法解釋。宇宙大爆炸是由宇宙原初奇點(diǎn)爆發(fā)的，當(dāng)然能量也就是從這個(gè)奇點(diǎn)而來(lái)。人類雖然無(wú)法解釋奇點(diǎn)，但并不是不可想象和借鑒。目前黑洞理論就是中心有一個(gè)奇點(diǎn)，這個(gè)奇點(diǎn)有...
黑洞大到一定程度會(huì)不會(huì)爆炸,簡(jiǎn)稱宇宙大爆炸
1. 黑洞是由于恒星核聚變所需的氫、氦等物質(zhì)消耗殆盡，恒星核心無(wú)法承受巨大的壓力而發(fā)生坍縮，形成了黑洞。由于質(zhì)量極高，黑洞會(huì)將周圍的一切都吸入，包括光，因此黑洞實(shí)際上是看不到的。2. 宇宙大爆炸理論是指宇宙是由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于137億年前一次大爆炸后膨脹形成的。這個(gè)理論是目前學(xué)術(shù)界最...
黑洞爆炸后會(huì)形成什么
常理來(lái)說(shuō)黑洞是不會(huì)爆炸的，它們可以互相吞噬，因?yàn)楹诙淳褪且驗(yàn)槌筚|(zhì)量恒星爆炸后引力坍塌而形成的“黑洞”（具體黑洞是什么到現(xiàn)在都還無(wú)法確定，我覺得有幾種推測(cè) 1：黑洞本來(lái)就是一顆星球，具體什么星我就更不知道了，只是它的引力過(guò)于強(qiáng)大，導(dǎo)致周圍的空間都扭曲了 2：也有可能它就是一個(gè)“...
黑洞爆炸之后是否還存在
假如黑洞之間發(fā)生相撞會(huì)出現(xiàn)什么情況，結(jié)論是會(huì)產(chǎn)生無(wú)窮大的沖擊力，只有無(wú)窮大的沖擊力可使無(wú)窮緊密的黑洞解體，呈開放型變?yōu)榘锥矗绾诙醋銐虼螅煌甑哪芰坑衷谄渥陨硪ψ饔孟拢匦戮酆铣稍己诙矗閰^(qū)別于其他黑洞設(shè)此稱謂，黑洞之間除大小之外并無(wú)區(qū)別）。所以，大爆炸的奇點(diǎn)應(yīng)該就是黑洞，而且...
科學(xué)家在黑洞中心發(fā)現(xiàn)的奇點(diǎn),會(huì)讓我們已知的物理定律崩潰
當(dāng)這些奇點(diǎn)出現(xiàn)在數(shù)學(xué)中時(shí)，他們?cè)谖锢韺W(xué)上不代表任何東西，同時(shí)他們也告訴人們，我們的物理理論正在崩潰，未來(lái)我們還需要用更好的解釋來(lái)代替它們。什么是奇點(diǎn)？奇點(diǎn)可以出現(xiàn)在宇宙的任何一個(gè)地方，物理學(xué)家普遍用它們來(lái)理解宇宙中的數(shù)學(xué)。所謂奇點(diǎn)，就是存在于黑洞中的一個(gè)非常奇特的點(diǎn)，他也是大爆炸的...
黑洞的質(zhì)量有上限嗎,我們的宇宙和黑洞爆炸有什么關(guān)聯(lián)?
沒有人知道黑洞的質(zhì)量上限，但是卻有人將黑洞聯(lián)系到宇宙的誕生上，宇宙大爆炸理論認(rèn)為，我們的宇宙誕生于一個(gè)奇點(diǎn)，這個(gè)奇點(diǎn)匯聚了宇宙的能量和質(zhì)量，在某一刻它發(fā)生了巨大的爆炸，我們的宇宙由此誕生，時(shí)間也從此開始。巧合的是，如果我們將宇宙的質(zhì)量代入計(jì)算黑洞的史瓦西半徑公式會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果我們的宇宙是...
相關(guān)評(píng)說(shuō)：
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 宇宙是大爆炸產(chǎn)生的,大爆炸之前是引力奇點(diǎn).奇點(diǎn)是一個(gè)密度無(wú)限大、時(shí)空曲率無(wú)限高、熱量無(wú)限高、體積無(wú)限小的“點(diǎn)”,一切已知物理定律均在奇點(diǎn)失效.在奇點(diǎn)擴(kuò)張脫離極限以前,所有的狀態(tài)對(duì)于現(xiàn)存世界沒有影響,我們不可能從現(xiàn)在狀態(tài)推導(dǎo)到奇點(diǎn)以前的狀態(tài).
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 黑洞中隱匿著巨大的引力場(chǎng),這種引力大到任何東西,甚至連光,都難逃黑洞的手掌心.黑洞不讓任何其邊界以內(nèi)的任何事物被外界看見,這就是這種物體被稱為“黑洞”的緣故.我們無(wú)法通過(guò)光的反射來(lái)觀察它,只能通過(guò)受其影響的周圍物體來(lái)間接了解黑洞.據(jù)猜測(cè),黑洞是死亡恒星或爆炸氣團(tuán)的剩余物,是在特殊的大質(zhì)量超巨星坍塌收縮時(shí)產(chǎn)生的. 因?yàn)楹诙词遣豢梢姷?所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在.如果真的存在,它們到底在哪里?
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 三倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星最終就成為黑洞,吸收包括光在內(nèi)的任何靠近的物質(zhì),也許成為所謂的蟲洞,但指望爆炸的機(jī)率太小,怕只能等到宇宙坍塌為奇點(diǎn),再重新宇宙大爆炸.
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 我們知道黑洞的中心是一個(gè)密度無(wú)限大,體積無(wú)限小的奇點(diǎn)黑洞爆炸只針對(duì)那些質(zhì)量較小的而言.我們現(xiàn)在都知道黑洞有溫度(盡管非常低)會(huì)產(chǎn)生輻射,而輻射會(huì)消耗黑洞的能量,它的能量從哪里來(lái)的呢?就是從黑洞奇點(diǎn)來(lái)的,奇點(diǎn)的以減少...
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______[答案] 其實(shí)樓主說(shuō)的黑洞的兩種結(jié)果都會(huì)存在.一個(gè)是黑洞爆炸,一個(gè)是黑洞蒸發(fā).主要是因?yàn)槠滟|(zhì)量不同才會(huì)出現(xiàn)兩種不同的結(jié)果.比如質(zhì)量小的黑洞,在沒有東西或者吞噬的能量小于霍金輻射,那么最終結(jié)果就是黑洞爆炸.比如我們的人造小黑洞,就是這樣...
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 黑洞是否存在還很難說(shuō),現(xiàn)有的天文學(xué)存在很多問題,雖說(shuō)有的地方能夠自圓其說(shuō).對(duì)于黑洞的觀測(cè)事實(shí)是種效應(yīng)而已,但這種效應(yīng)是否是黑洞這種機(jī)制引起,值得懷疑.也就是說(shuō)整個(gè)大爆炸理論都有問題,只不過(guò)是還沒有找到更好的理論取代之,就只好堅(jiān)持罷了.我們應(yīng)該聽聽咱們中國(guó)人對(duì)宇宙的驚人看法,推薦看下>,可能會(huì)讓你的思想別有洞天.
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 霍金證明了以他名字命名的輻射--霍金輻射的存在,黑洞越小,霍金輻射越顯著,黑洞演化的最后階段,將是粒子的大爆發(fā),黑洞存在的最后一秒,釋放的能量相當(dāng)于數(shù)十億顆千萬(wàn)噸級(jí)的氫彈爆炸,這么巨大的能量釋放,可以形象地稱為黑洞在最后時(shí)刻會(huì)爆炸
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 黑洞是由大質(zhì)量恒星在生命末期形成的,通常認(rèn)為是20倍太陽(yáng)質(zhì)量以上的恒星才形成黑洞, 恒星燃燒盡核心的燃料之后,再?zèng)]有力量來(lái)抗衡引力,開始劇烈收縮,并發(fā)生超新星爆發(fā),核心一直收縮,直至黑洞形成,落入黑洞, 黑洞內(nèi)已經(jīng)沒有其它力量能抵抗引力,任何東西都只能被壓縮、拉長(zhǎng),最后落進(jìn)奇點(diǎn),相當(dāng)恐怖! 至于黑洞的體積,通常是形容黑洞視界的大小.視界完全不像我們的地面,它不是固體表面,而是時(shí)空的分界:視界外的物體能看見,能離開黑洞;視界內(nèi)的物體看不見,而且只能落進(jìn)奇點(diǎn).
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 根據(jù)目前的黑洞理論,黑洞中心存在一個(gè)密度與質(zhì)量無(wú)限大的奇點(diǎn),所以要定義黑洞之前,必須定義奇點(diǎn). 借用愛因斯坦的橡皮膜類比,假如一個(gè)物體的能量或者質(zhì)量足夠大,它就會(huì)將橡皮膜刺出一個(gè)洞,而這個(gè)洞就很可能是說(shuō)的奇點(diǎn).由于已...
七臺(tái)河市微動(dòng)： ______ 黑洞的爆炸是因?yàn)楸凰鴣?lái)的星球是帶著的能量被釋放出來(lái)的... 黑洞是的引力的它的引力是宇宙中最大的速度光線也逃不出它的引力
