中国人口性别比例2017:黑洞里有什么?

来源:百度文库 编辑:查人人中国名人网 时间:2024/04/30 15:39:35

黑洞是一个时空的黑暗区,由一些质量颇大的星体经重力塌缩后,所剩余的东西就成了黑洞。它的基本特徵是有一个封闭的视界,这视界就是黑洞的边界,一切外来的物质和辐射可以进入这视界以内,但视界内任何物质都不能从里面跑出来。我们可用一句”有入无出”来形容它。

黑洞产生之谜?

当一颗质量相当大的星体之核能耗尽(超新星爆发)后,残骸质量比太阳质量高3倍的恒星核心会演化成黑洞(若中子星有伴星,而中子星吸收足够伴星的物质,也能演化成黑洞)。在黑洞内,没有任何向外力能维持与重力平衡,因此,核心会一直塌缩下去,形成黑洞。

当物质掉进了事界,纵使以光速计算,也不能再走出来。

爱因斯坦以几何角度把黑洞解释为空间扭曲的洞,物质随空间而行,如果空间本身就是洞,是没有物质可逃出的。

黑洞分为四种:

恒星演化出来的黑洞、原始黑洞、重量级黑洞和研究中的中量级黑洞。

黑洞也有界限?

当一个黑洞形成后,所有物质都会向中心塌缩成一个非常细小的质点,称为奇点,黑洞的表面层称为「事件穹界」。

而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦半径。任何物质要从黑洞的史瓦半径跑到外面去,它的逃离速度便要大於光速。

但根据狭义相对论,光速是速度的极限,因此,一切物质到了事件穹界便扯向中心的奇点,永不能逃出来。

黑洞是看不见的吗?

黑洞是个因为重力太强以致连速度最快的光也无法脱离的天体。黑洞周围的时空也受到重力的影响而扭曲,产生了一个"事地平面",任何物质只要被它吞噬就再也逃脱不出这范围,它的半径称为"重力半径"。由於连光也无法脱离,所以无法看到事象平面之内侧。

黑洞之发现?

於1990年4月27日,哈勃太空望远镜 Hubble Space Telescope的启用,为人类探索太空揭开了新的一页,虽然在制造时出了错误,使影像大打折扣,可是仍对天文学有莫大的贡献。

近来,人类对一直只是存在於理论范畴内的黑洞,已透过哈勃太空望远镜,有了进一步的证据。於仙女座大星系M31附近的M32发现了一个质量大於太阳三百万倍的黑洞。M32是在我们的银河系附近,距离地球2.3百万光年的星系。它是人类所知密度最高的星系,於直径只有一千光年的范围内(我们的银行河系直径约十万光年),包含了四百万颗星,中心和密度是我们的银河系100个一百万倍左右。假设你生活於M32中心的行星上,你会见到一个密布星光的夜光,光度比一百倍满月还要亮。科学家是由星星於该星系的活动,及其中心密度而推测的。此星系内之星星移动速度较其它一般星系每秒快了100公里。

齐来寻找黑洞吧!

由於黑洞不能发出光线,体积又非常细小,所以是不可能用天文望远镜规测得到地的。但根据理论,如果一对双星中的伴星是黑洞,那麼主星的物质被吸引向黑洞而形成一个吸积环。由於吸积环的物质互相摩刷而引起高温,因而辐射X光线。於是,黑洞搜索者就将重点於X射线密近双星上。

1962年,人们探测所得,位於天鹅座鹅颈内有一股X射线,并将该源命名为是非常有可能是一黑洞。天鹅座X-1是一 X射线源,它的一颗子星 是超蓝巨星,那可能是黑洞而看不见的子星质量。

摘自文章《黑洞里有什么?》:http://www.fguir.com/article/2006-3-28/16749-1.htm

黑洞是一个区域,从黑洞中发出的光所能到达的最远距离就是黑洞最外层的边界,也就是事件视界。掉进黑洞中的物质再也没有任何信息能被我们所观察。在经典的定义中,黑洞是一个极为特殊的区域,我们所观察到的现象是"0+1=0",掉进黑洞的物质犹如进入了另外一个世界般地彻底消失。因此黑洞边界不减的发现有重大的意义。
我们再用热力学来分析一下就会更清楚了。
热力学第二定律指出:"一个孤立的系统的熵总是增加的,并且两个系统合为一个系统时,其合并系统的熵大于所有单独的熵的总和。"(熵就是物质运动的无序度、混乱度)例如有个被中间的一个挡板分割为两半的密封盒子。盒子的左半部充满空气右半部真空。当抽去挡板后,气体分子会均匀地充满整个盒子。由于气体所占的体积增大了,它的无序程度也就增加了,我们说气体的熵增加了。如果盒子的左半部充满氧气,右半部充满氮气。当把挡板抽去后,两种气体将均匀地混合并充满整个盒子。这种状态比原先分开的气体的状态更无序,熵也增大了。
我们不妨设想,如果这些气体落到了黑洞里,由于我们无法测量到黑洞中的状态,只能认为黑洞没有熵,那么黑洞外界的总熵就会减小,换句话说,宇宙的总熵减小了。这无疑使体系严密而完整的热力学十分尴尬。我们固然可以说,将黑洞里的熵也考虑进去的话,宇宙的总熵并没有降低--但我们需要一个标志黑洞熵的物理量。
黑洞事件视界不减的性质使我们不禁联想到,事件视界面积就是黑洞的熵。
虽然二者之间有很多相似之处,但是将二者等同起来还有一个致命困难:任何一个具有熵的物体都将有温度--假如黑洞有熵的话,也将不能例外;而且有温度的物体必然向外发出辐射。这与黑洞的定义显然矛盾。
前苏联两位科学家雅可夫·捷尔多维奇和亚历山大·斯塔拉宾斯基在1973年根据量子力学的不确定原理计算出,旋转黑洞应产生并向外辐射粒子。同年,霍金计算出即使是不旋转的黑洞也以不变的速率产生和辐射粒子,而且令人惊奇的是,黑洞辐射出的粒子谱刚好是一个非常准确的热谱(热的物体辐射的谱),显示着黑洞正以严格的速率辐射粒子以保证热力学第二定律不被违反。霍金等人的研究使大家看到,黑洞具有有限的熵,因为它能以一个不为零的温度保持热平衡而这个熵恰恰就是黑洞的事件视界面积!
经典物理学中定义黑洞不能向外发出辐射,而量子力学却允许粒子从黑洞中逃逸出来,这种现象如何解释呢?霍金作了如下解释来帮助人们理解。
由于量子力学的不确定性原理指出,粒子的位置和速率不能同时被测出(爱因斯坦所谓的"上帝在掷色子"),因此我们的宇宙空间不能是"真空",否则就意味着引力场和电磁场等必须恰为零,那么它们的数值和时间变化率将同时被固定为零,这违反了"测不准原理"。 既然场不为零而且"测不准",那么场的数值就会有一定的起伏, 人们将这些量子起伏理解为光或引力的粒子对。它们同时出现并互相离开,然后又互相靠近而湮灭(这种量子起伏已经被实验精确地证明)。这对正反粒子中一个粒子的能量为正,另一个能量为负,其能量和为零以遵守"能量守恒定律"。如果这对粒子恰好在黑洞的边缘出现,其中一个粒子落入黑洞里,另一个粒子由于找不到相互湮灭的"伴侣"而获得自由逃逸出去。对于在远处的观察者来说,这就象是从黑洞中辐射出来的一样。
我们知道,一个物体越靠近引力场的中心,它的能量就越小,因为远处的物体需要花费更大的能量来抵抗吸引力,尽管如此物体的能量仍然是正的。而黑洞的引力场是如此的强,以致于落入它里面的粒子的能量变为负值,这就使黑洞的总能量减少。根据爱因斯坦著名的质能方程E=mc^2,落入黑洞的质量由于能量的减少而减少,黑洞的事件视界面积随之减小。从黑洞外观察,黑洞辐射产生的熵补偿了物质落入黑洞而减少的熵;从整个宇宙的范围考虑,质量守恒、能量守恒及热力学第二定律均被不折不扣地遵守着。
由于黑洞质量越小,其引力场就越小,粒子逃逸的过程就变得越容易,因此黑洞粒子的发射率和其表观温度就越大。黑洞向外辐射粒子导致黑洞质量减小,进一步导致了辐射速率和温度的上升,因而黑洞的质量就减小得更快!当黑洞的质量变得极小的时候,它将在一个巨大的、相当于几百万颗氢弹爆炸的发射中结束自己的历史! 具有太阳质量的黑洞只有千万分之一度的绝对温度,这要比2.7K的宇宙微波辐射温度低得多所以这种黑洞的辐射小于吸收。如果宇宙永远膨胀下去,微波辐射的温度最终将减小到比这种黑洞的还低,黑洞就将开始损失质量。它的温度实在太低了,以致于需要一百亿亿亿亿亿亿亿亿(1的后面跟66个0)年才蒸发完,这远大于宇宙的年龄了!而我们上一章谈到的太初黑洞更高的温度。一个10亿吨的太初黑洞的尺度只有10的负13次方厘米的半径(质子的尺度),它的寿命大体和宇宙相同,而比这质量还小的黑洞已经蒸发完毕;比它稍大的黑洞仍在发射着X射线或伽玛射线,其能量相当于十个大型核电站的功率。不管你相不相信,这些黑洞并不黑,正相反,它们是白热的! 科学家们计算出,每立方光年中又大约300个太初黑洞。由于它们辐射出的伽玛粒子的极少因此观测它们十分困难。我们在这一章中看到,科学定律并没有在黑洞奇点处完全失效。这使我们看到了希望,也许奇点可以避免!

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我认为黑洞里只有中子,内部的空间被扭曲,时间就不知道了,大概也被扭曲了吧

光都被黑洞吸收了,所以我们都看不到黑洞的`~~~~~怎么知道它里面有什么呢?

完美的建筑以及绝顶智慧的建设人员。

里面黑呼呼的什么都看不见,谁知道它里面有什么东西呀