北京旅游包车:关于黑洞

关于黑洞

1、黑洞的外侧温度为绝对零度。

2、“黑洞热力学的一个结论是，黑洞具有一定的温度，其值与黑洞的质量成反比。1974年，霍金证明，如果考虑到黑洞周围空间中的量子涨落，则黑洞的确具有与它的温度相对应的热辐射。计及量子效应后，黑洞不再是完全“黑”的了，它也会发射，甚至出现剧烈的爆发。”

3、从理论上讲，黑洞的质量可以无限地大。但其质量越大，其吸收物质的能力越强，其内部的温度越高，其内部物质发生能质和核聚变的时间越短，就越容易因碰撞等原因被引爆。

4、如果很大质量的物质骤集在一起会发生大爆炸，那么一团大质量物质，如黑洞，它在经过若干亿年的运动后，因不断吸收物质，如果其又变为与原来一模一样的物质的时候会有什么样的变化？是否会把宇宙中所有的物质吸收进来才会爆炸，而不是吸收物质到一定程度就会爆炸？——从理论上讲，一颗小质量黑洞因不断吸收物质，它会变得与原来的恒星相似，这时如果其内部的温度足够高，或者因一颗小恒星与之碰撞是否会重新燃烧起来？如果其质量大于100M日，是否会发生巨大爆炸？甚至形成尘埃。

这样我们就有理由相信，一个小型黑洞、中子星或白矮星因进入星云并不断吸收物质，并最后被引爆成为一颗超新星的情况。

我们还有理由相信，一个巨型黑洞因过多、过快吸收能量和物质，因而被引爆成为类星体的情况，虽然任何星系、甚至一个独立的黑洞都会出现这种情况，但大星系物质相对集中的星系出现这种情况的频率将会大大增强。

星系的质量集中在核心区域，是不断收缩导致的结果？还是巨型黑洞爆炸导致的结果？从众多的星系，包括银河系外观的观察看，星系应当处于收缩状态。就象一个漏斗，因其中的水在不断失去，所以形成一个漩涡。这是因为星系内存在万有引力，其中心的物质在不断收缩和被吞噬，所以就形成一个旋涡，而离心运动和光压又使其成为一个饼状。从哈勃望远镜拍摄的众多图片就可看到这一点（可见相关链接）。

当这些恒星的能量释放完后，就变得很暗，我们就看不到它，在此后很多亿年的时间里，它不断地积累物质和收缩，最终因碰撞或里面物质的变化而使其发生大爆炸，从而形成新的物质循环。因其大爆炸的时间太短，所以很少遇到，而且经过很长时间才被点燃形成星系才能被观察到。

由些可以判断：宇宙中很多大的物质我们是无法通过可见光看到的，但可以简接观观到：

“光学和X射线的观测使我们了解了星系团的许多性质，其中有一个现象非常奇怪。天文学家通过对团内星系运动状态和气体温度的分析，可以用力学的方法测定整个星系团的质量(用这种方法测得的质量也叫位力质量)。结果发现，星系团的位力质量比团中的星系和星系际气体的质量总和还要大得多，多达5～10倍。这些质量到底来源于什么物质呢？因为它们除了引力效应之外，没有其它任何信息可以被我们直接探测到，天文学上称之为暗物质。暗物质的构成至今还是一个谜。”

也就是说，更可靠的解释为：因大质量黑洞的爆炸形成新的物质，这些物质又重新组成新的天体，如星系，但这还没有得到直接证据。

黑眼天系图片： 由此推测，这应当是星系发展到后半期的产物。此时其中心有大质量物质，很可能是黑洞。

相关链接:

http://www.astron.sh.cn/galaxy/tuan.html

http://tech.enorth.com.cn/system/2004/02/06/000727873.shtml

黑洞——弯曲空间并造成物质的构造中心。
如果被弯曲的空间自我封闭，则形成粒子。

一个光亮的恒星为什麼会变成黑洞？答案是恒星衰老了。恒星的成份多为氢气，也就是让兴登堡号这样的飞船飘浮不坠的轻质物质。氢就是让恒星发光的燃料。每个恒星的内部都在进行核融合反应，有点像连续引爆氢弹那样，将氢气转化为能量：光与热。恒星在「燃烧」氢气时，必得面对一场拉锯战：一方面恒星内部的热压力会促使恒星扩张，就像把气球吹大那样：另一方面，恒星本身重力的拉扯力又促使恒星缩回来。因此恒星在发热时，这场拉锯战是陷於胶著状态的，恒星的大小也不会起变化。但一旦核反应停止，恒星就得对重力让步，因而整个崩溃下来，就像气球泄了气一样。

不过恒星年纪一大就开始变冷。由於没有了热能，这个老迈的庞然大物无法产生足够的内部压力以抵抗重力的收缩，因此开始崩溃并缩小。但恒星虽然在缩小，却没有损失任何物质;氢仍旧在，只是被极力压缩而已。这意味著恒星所有的质量都向中心趋进许多，也就是将重力集中於一个小地方。小型的恒星会缩小成所谓的「白矮星」，与地球大小相当，但已停止核融合的恒星。较大的恒星则在一抹耀眼的华光，所谓的「超新星」爆炸中自我毁灭殆尽，原来的质量几乎被轰得一点不剩。

但如果恒星的剩余质量够大(约达我们的太阳质量的一点四倍)那麼这些仅存的物质可能会变成黑洞。以下图为例，这个恒星被压缩到直径只有一英哩。此时表面上的重力强得连它自己的光都无法逃脱。那个天体还在原地，再也看不到它了。任何接近它的物体都会被吸进去，然后消逝在「黑洞」中。

←黑洞行成过程

黑洞和时间的关系
依照爱因斯坦的相对论，重力会使时间慢下来。因此当我们接近黑洞的时候，由於受到极强的重力效应，时间确实会缓慢下来，甚至有可能在我们接近到黑洞某个范围内，当经过一秒钟时，外界已过了100年。

若把时钟放在重力微弱的地方(例如地球)是很难(但仍可以办到)测出重力对时间的影响的。但若把时钟放在重力强大，如黑洞之处，则立刻可见到重力对时间产生的影响，至於影响之大小又依观察者位置之不同而有不同。对於掉入黑洞中的太空旅行者而言，重力增大会使他对事物的认知加快;他会觉得他被黑洞吸了进去，一下子就到了「底」。但对位於远方，不受黑洞影响的观察者而言，看到的情形与此恰好相反。在他们的眼中，那位不幸的太空人似乎动得很慢，而且好像越接近黑洞，就移动得越缓慢。原因是，根据相对论的预测，黑洞的强大重力会使时间延缓下来，所以那个太空人似乎永远都还没掉落到底。在最底下的地方?所有的质量和能量都被浓缩为极小的点?空间消失了，时间也停止了。黑洞内应用於外界的一切物理定律都宣告终止，因此我们无从得知黑洞里到底是何种光景。

有一位学家〈史瓦西〉算出一个范围，再范围之内的时间和各种物理现象都和外面不同，例如：时间较慢、重力较大。因为是史瓦西算出来的，所以称为史瓦西半径界面，又称事像地平面。

事像地平面指的是黑洞内时间与外界是完全不同的状态由於光被重力所牵引,在黑洞里的时间一分钟或许等於外界的数十年好比说你现在被吸入黑洞内,你在里面一分钟后就会被挤缩压毁可是或许在几秒后你看到了有其他人也被吸入黑洞内,但这其实是数十年后被吸入的...

黑洞的两极喷流

↑1997年6月9日美国太空总署发布新闻指出，哈柏太空望远镜红外光广角镜头摄得NGC4151星系核心附近的一颗黑洞正进行烟火般的喷流景象（左上图）。其他3张照片分别是利用紫外光（左下图）、可见光（右图上下）所摄得，每张图的中央处正是黑洞的所在位置，而黑洞的喷流是以对称的方式呈现。

自从1911年爱因斯坦发表弯曲时空的「广义相对论」后不久，很多天文物理学者都相信在强大重力作用下会有黑洞的存在。因为一般初步的想法是类似地心引力 （重力）的作用，若在如此强大重力作用下，会不断地吞噬附近的物质，连在真空中每秒速度高达30万公里的「光」临近黑洞时都无法幸免，无法逃脱它强大重力的吸引。况且只有物质被吸入而不会释放出来，所以它是我们无法目视得到会有任何东西呈现的黑暗「区域」，我们称为「黑洞」。

在一般人的心目中，黑洞在宇宙中就好像地球上传闻已久的神秘百慕达三角地带。从一些简短的报导里，我们知道黑洞在宇宙的时空里是一个非常小的点，但这一小小的点却有无穷的吸引力（重力），会不停吞噬它周遭的物质（如尘埃、星体），即使光波也在所难免。一般人相信黑洞可能是由巨型星球演化，经超新星爆发后，接近星体中心的物质剧烈地塌陷而成的。存在宇宙中的数目可能很多，且还有很多奇怪而未经证实的特性，足以影响人类对於整个宇宙和时空的想法。

近代天文物理学大师史蒂芬‧霍金 （也就是「时间之箭」一书的作者）在1974 年提到「黑洞蒸发」的论点，他强调黑洞所吞噬物质的状态，是像量子物理所说的呈现出量子化的「激发态」（不稳定状态），这时会在南北两极的地方向外喷流出激发态的物质，这就是所谓的「黑洞蒸发」现象。

直到哈柏太空天文望远镜上了太空且发挥功能，藉著它的广角镜头红外光相机所拍摄的红外光谱图案（因为红外光可穿透各个星球外围云气的障碍）让我们可直接看到星球的原貌。终於在1997年5月12日，NASA宣布发现了距离我们5千万光年外的 M84 星系中心处，有颗约为太阳3亿倍质量的黑洞正像放烟火般地喷流出大量物质。接下来，天文学家利用哈柏太空天文望远镜和欧洲的红外光太空望远镜，也发现许多黑洞都有像烟火般的喷流景象。

↑1997年5月12日美国太空总署 (NASA)发布消息指出，利用哈柏太空望远镜上红外光相机广角镜头的光谱图影像，发现在M84星系中心处有一个约为太阳3亿倍质量的黑洞。这是人类首度发现黑洞的两极正以每秒400公里的速度向外喷流物质。左图中央处标示出位於M84星系中心发现此正在喷流的黑洞位置。右图中蓝色的部分是位於黑洞旋转盘面上正被黑洞吸进去而朝向我们而来的云气，红色的部分是旋转盘面上正远离我们而去的云气。

↑模拟黑洞两极喷流的过程： 图1.黑洞强大的重力正吞噬著邻近星球的云气 图2.黑洞所吞噬的物质形成了不稳定的状态 图3.黑洞正进行两极方向的巨观喷流 图4.经过剧烈的喷流后，黑洞又趋於稳定。黑洞持续进行吞噬邻近星球的云气，不久后将会有第二波的喷流产生。 图5.远观黑洞进行一波接著一波南北对称的喷流

四、黑洞和相对论

在这里又谈到爱因斯坦的相对论。本来黑洞并非一定得由大质量的恒星演变而成， 只是一般星体不可能一下子缩到底。所以恒星演变成黑洞只有经由大质量塌缩这一途径。此结论已由相对论导出，至於黑洞与外界断绝关系，我们可以把其形状试想成细长瓶子状。进入瓶子的一切短程线，都只能按弧线落到其底部。因此形成禁锢的空间，任何物体都无法逃出。但这个禁锢空间对外界是开放的，只是进的去出不来而已，也就是它和外界相通只有单向性。这个禁锢空间的内外分界称为「事界」，也就是史瓦西半径的界面，过了这界线，外界就无从得知了。内部的人最远只能到达史瓦西半径界面，亦即事界是他们世界的端点。而史瓦西界面是由史瓦西首先依据相对论所求出的解，后人便称之为史瓦西黑洞。然而其实事界的概念已先於爱因斯坦早存在，但他创见性的两点在於时空弯曲以及光速是一切物体运动的极限。

五、黑洞的利用

物理学家把有序的相反概念，也就是无序状态叫做熵(Entropy)。 一个封闭的物质世界系统，无论甚麼物理变化，全熵量即无序的总量绝不减少，这称热力学第二定律。最后熵达到最大而成平衡状态，这就是所谓的热寂，这时到处能量分布相同，宇宙再也活不起来了。没有运动，也就是没有时间，宇宙就不存在了! 引力能的熵比核能以及热运动能的熵小得多，通常引力场绝非无序的。但黑洞把通常共存物体吞噬进去，就使黑洞失去多样性而驱於统一，於是就包含一定的熵，把黑洞引力场转为其他形式就不能百分之百有用。但黑洞有熵是肯定的。若非如此，投入极大量的无序的东西到黑洞中，岂非全体熵减小了。这就和热力学第二定律相违背了。而黑洞的引力能，可看为存於表面，恰如水滴表面张力那样的表面能。如果给水滴补充能量，它就会激烈震动而分裂。因为面积不够容纳更大的能量。同样的，如果对黑洞施以能量，类似的理由它会震动，用引力波放走能量，因为它不能分裂。它的表面积依然和初始界面表面积一样，亦即表面积不能减少，这可称为「不减能」。黑洞一形成，对应的表面积就是永远不可灭。再来谈到若黑洞自转或带电的话，其塌缩星的能量便对应增加。因为各个电场互相排斥，要合成一体必须作功。所以电荷凝缩伴随著电场能量的储存。以后吸收等量反符号电荷，变成中性，就等於把储存的能量放出。事实上，塌缩星的全部能量包含了寄存的电量。而黑洞有不可灭表面能量、自转能量、电场能量三种。自转能和电场能不是以熵的形式寄存的。旋转速度降低、电荷中性化，就可送出能量，所以只有表面能是熵性的。 但要如何获得其能量呢?在这里提供了「弹道法」。它是把物体射入能层，让它分裂为二。一个跌进了事界，一个抛了出来，而跑出的便带走了能层的能量。

六、不同形态的黑洞

在黑洞学的领域裏，科学家认为黑洞在质量的分类只有两种，一种是太阳的数百万至数十亿倍(supermassive type)另外一种是只有太阳的数倍(stellar type)，可是现在美国太空总署及Carnegie Mellon 大学却发现了另外一种型态的黑洞，其重量介於一百倍至一万倍之间，这种新发现的黑洞可能普遍存在於螺旋星系裏，其太小却比月亮还小，天文学家称之为中量级(middleweight)黑洞。

天文学家认为其星系中心有一个相当活跃的中量级黑洞，M82曾与M81擦身而过，造成M82内部的星球与星云扰动，这种不寻常的碰撞可能是造成M82星系中心形成中量级黑洞的原因。

新型态的黑洞是经由X-Ray射线的发现而确认，而X-Ray射线是黑洞附近的物质被吸入黑洞之前所散发出来的最后能量，经由X-Ray望远镜的侦测与光谱仪的对照，可以确定黑洞的大小及活跃程度。这种新型态的黑洞很可能是数个轻量级的黑洞联合而成，这些轻量级的黑洞在M82星系裏有数以百万计，因不明原因而合并成较大的中型黑洞。

七、双黑洞系统

当天空中某个天体正踏著醉拳般的步伐晃动时，天文学家就晓得在这醉拳 高手附近应该还有另一个天体正与之对峙。天体之间最重要的作用力 是万有引力，它会使周遭天体的运动轨迹改变。例如，以前的天文学家是先 观测到天王星(Neptune)，但是却发现天王星环绕太阳运转的轨道与计算 不合，因而推断天王星之外应该还有另一颗行星，之后，观测者便在天王星轨道 之外又发现了海王星(Uranus)。此外，天文学家也利用这种方式来判断 双星系统。

荷兰Leiden天文台的Nico Roos观测天龙座(Draco)的类星体(quasar)1928+738 所发出的喷射流(jet)，他发现这条喷射流也有＂摇头晃脑″的现象，可能这种 进动(precession)是由类星体1928+738核心中的双黑洞系统所造成的。 由喷射流摇头晃脑的幅度和频率，天文学家推算出这二个黑洞以周期2.9年 相互绕著运动，并且整个系统应该具有一亿个太阳质量。

以前就有人提出双黑洞系统的构想，而类星体1928+738正好是这个构想 的最好证明。Roos并提出类星体1928+738内双黑洞系统的形成原因，可能 是由二个中心都拥有黑洞的星系相互碰撞合并而成的。许多天文学家都相信 在类星体中或在活跃星系(active galaxy)中，星系合并的情形是常常发生。 Roos相信双黑洞系统的相互快速运转，会使得二个黑洞越转越靠近，最后也会 合并成一个黑洞，因此这些双黑洞系统应该都是些短命鬼。

八、白洞

(一)白洞导论：

黑洞作为一个发展终极，必然引致另一个终极，就是白洞。其实膨胀的大爆发宇宙论中，早就碰到了原初火球的奇点问题，这个问题其实一直困扰著科学家们。这个奇点的最大质量与密度和黑洞的奇点是相似的，但他们的活动机制却恰恰相反。高能量超密物质的发现，显示黑洞存在的可能，自然也显示白洞存在的可能。如果宇宙物质按不同的路径和时间走到终极，那麼也可能按不同的时间和路径从原始出发，亦即在大爆发之初的大白洞发生后，仍可能出现小爆发小白洞。而且，流入黑洞的物质命运究竟如何呢？是永远累积在无穷小的奇点中，直到宇宙毁灭，还是在另一个宇宙涌出呢？如果黑洞从有到无，那白洞就应从无到有。60年代的苏联科学家开始提出白洞的概念，科学家做了很多工作，但这概念不像黑洞这麼通行，看来白洞似乎更虚幻了。问题是我们已经对引力场较为熟悉，从恒星、星系演化为黑洞有数理可循，但白洞靠什麼来触发，目前却依然茫然无绪。无论如何宇宙至少触发过一次，所以白洞的研究显然与宇宙起源的研究更有密切的关系，因而白洞学说通常与宇宙学及结合起来。人们努力的方向不在於黑白洞相对的哲学辩论，而在於它的物理机制问题。从现有状态去推求终末，总容易些，相反的从现有状态去探索原始，难免茫无头绪。

(二)白洞起源：

白洞学说出现已有一段时间，1970年捷尔明便提出它们存於类星体、剧烈活动的星系中的可能性。相对论和宇宙论学者早已明白此学说的可能性，只是这与一般正统的宇宙观不同，较不易获得承认。某些理论认为，由於宇宙物体的激烈运动，或者星系一部喷出的高能小物体，它们遵守著克卜勒轨道运动。这是一种高度理想化的推测，亦即一个地方有几个白洞，在星系核心互相旋转，偶然喷出满天星斗。喷出的白洞演化成新星系。而从星系团的照片中可观察到一系列的星系由物质连接起来。这显示它们是由一连串剧烈喷射所形成的。照此来说，白洞可能会像阿米巴原虫一样分裂生殖，由分裂而形成星系。然而这又和目前的理论相违背。从此看来，就是星系生成也有不同见解。有的天文学家便提出并接受宇宙之初便有不均匀物质的结块，而其中便包含了白洞。宇宙向最初奇点收缩，星系、星系群都同一动作，这当然和黑洞的奇点相似。宇宙的不同区域，其密度皆不同，收缩时首先在高密度的地方，达到了黑洞的临界密度，从此消失在事界之后，宇宙不断收缩，使不断出现高密奇点。宇宙成为大量黑洞及周围物质的集合体。然而事实上，宇宙是膨胀而非收缩的，因此它是白洞而不是黑洞。在宇宙整体性源始的大奇点中存在著密度高的小质点，它们随著膨胀向四面八方扩散，大白洞大量爆发生出小白洞。星系等不均匀物体，正是由它生成的。不均匀物体之所以易和黑洞拉上关系，皆是因为它和膨胀现状相对称的宇宙中局部收缩的过程。目前宇宙中黑洞和白洞的存在是并行不悖的，是过程的两个端点而已。黑洞奇点是物质末期塌缩的终点，白洞物质的奇点是星系的始端。只不过各过程不是时，而是先后交错的。

(三)白洞的喷发：

有关於白洞的资讯，目前并不多。所以我们对白洞的喷发并不十分了解。白洞的喷口的来历并不清楚，一如大爆发原因不明。奈里卡在1975年论述了许多使天文学家感觉困扰的问题和白洞的数学连系，这是相关重要的。在喷发中白洞存在的前提下。外部观测者可以探测到蓝移所致的不同辐射源的频谱。大爆发的初期状态所遵循的爱因斯坦宇宙论方程式同样可施於探索星系规模膨胀系统的未爆核状态，但奈理卡使用了方程式时结合了过程的物理项。白洞向外爆发的时间极短，这一瞬的过程当然很难说明，但白洞所产生的电磁辐射市可计算的。观测到的爆炸光谱的最大特徵，是最初以高能辐射为主体，不久就显示出低能辐射。辐射若是由白洞产生，这现像就很自然了辐射能愈高，蓝移也愈大，所以最初可见光也都移到紫外区了。他还计算了银河系中偶然的小规模爆发现象，说明了银河内小白洞随时爆发的可能性。例如短期间活动的银河内X-ray，剧烈的最高能量最先到达，其后能量下降，整体按幕函数递减在光谱中显示出来。这和白洞理论计算是一致的。各X-ray之间，光谱不尽相同，不过这差异可从白洞对自己产生的电磁辐射产生畸变说明。因为白洞内产生的辐射可能有黑体辐射(微波以下噪音)、自由—自由辐射(带电粒子间相互作用产生)、同步辐射(带电粒子在强磁中通过而产生)等不同形态。人造卫星偶然观测到的突发r射线，可以白洞影响说明；宇宙射线背景高能粒子的生成，也可以认定是白洞喷发的物体。2、“黑洞热力学的一个结论是，黑洞具有一定的温度，其值与黑洞的质量成反比。1974年，霍金证明，如果考虑到黑洞周围空间中的量子涨落，则黑洞的确具有与它的温度相对应的热辐射。计及量子效应后，黑洞不再是完全“黑”的了，它也会发射，甚至出现剧烈的爆发。”

3、从理论上讲，黑洞的质量可以无限地大。但其质量越大，其吸收物质的能力越强，其内部的温度越高，其内部物质发生能质和核聚变的时间越短，就越容易因碰撞等原因被引爆。

4、如果很大质量的物质骤集在一起会发生大爆炸，那么一团大质量物质，如黑洞，它在经过若干亿年的运动后，因不断吸收物质，如果其又变为与原来一模一样的物质的时候会有什么样的变化？是否会把宇宙中所有的物质吸收进来才会爆炸，而不是吸收物质到一定程度就会爆炸？——从理论上讲，一颗小质量黑洞因不断吸收物质，它会变得与原来的恒星相似，这时如果其内部的温度足够高，或者因一颗小恒星与之碰撞是否会重新燃烧起来？如果其质量大于100M日，是否会发生巨大爆炸？甚至形成尘埃。

这样我们就有理由相信，一个小型黑洞、中子星或白矮星因进入星云并不断吸收物质，并最后被引爆成为一颗超新星的情况。

我们还有理由相信，一个巨型黑洞因过多、过快吸收能量和物质，因而被引爆成为类星体的情况，虽然任何星系、甚至一个独立的黑洞都会出现这种情况，但大星系物质相对集中的星系出现这种情况的频率将会大大增强。

星系的质量集中在核心区域，是不断收缩导致的结果？还是巨型黑洞爆炸导致的结果？从众多的星系，包括银河系外观的观察看，星系应当处于收缩状态。就象一个漏斗，因其中的水在不断失去，所以形成一个漩涡。这是因为星系内存在万有引力，其中心的物质在不断收缩和被吞噬，所以就形成一个旋涡，而离心运动和光压又使其成为一个饼状。从哈勃望远镜拍摄的众多图片就可看到这一点（可见相关链接）。

当这些恒星的能量释放完后，就变得很暗，我们就看不到它，在此后很多亿年的时间里，它不断地积累物质和收缩，最终因碰撞或里面物质的变化而使其发生大爆炸，从而形成新的物质循环。因其大爆炸的时间太短，所以很少遇到，而且经过很长时间才被点燃形成星系才能被观察到。

由些可以判断：宇宙中很多大的物质我们是无法通过可见光看到的，但可以简接观观到：

“光学和X射线的观测使我们了解了星系团的许多性质，其中有一个现象非常奇怪。天文学家通过对团内星系运动状态和气体温度的分析，可以用力学的方法测定整个星系团的质量(用这种方法测得的质量也叫位力质量)。结果发现，星系团的位力质量比团中的星系和星系际气体的质量总和还要大得多，多达5～10倍。这些质量到底来源于什么物质呢？因为它们除了引力效应之外，没有其它任何信息可以被我们直接探测到，天文学上称之为暗物质。暗物质的构成至今还是一个谜。”

也就是说，更可靠的解释为：因大质量黑洞的爆炸形成新的物质，这些物质又重新组成新的天体，如星系，但这还没有得到直接证据。

黑眼天系图片： 由此推测，这应当是星系发展到后半期的产物。此时其中心有大质量物质，很可能是黑洞。

黑洞是什么

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

好象很深奥的样子~

黑洞就是个可以把一切吸进去的东东.