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天文学家说的“黑洞”指的是什么?_宇宙黑洞是什么

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-25 10:14:51

“黑洞”是一个天文学术语,又叫做“坟星”。经过研究,科学家已经证明,一颗很重的恒星燃烧后便开始收缩(恒星会在超新星爆发之后以很快的速度缩减),在恒星以很快的速度缩减的时候,伴随着物体向中心的快速坠落,星球本身的引力将大大增强。

科学家测算后指出,从引力半径的一倍多计算,在0.01秒以后,星球将变为黑洞,光线没有办法逃出,最终星球会完全消失。这些都源自于非常厉害的引力场。引力场内的一切物质会被其强大的引力摧毁,所以,任何物质都不可能存在于黑洞之内。科学家称这种现象为“黑洞无毛定理”。因为这种特性,黑洞又被人们形象的称作宇宙中“最自私”的物体。

科学研究表明,太空里黑洞的质量和大小都是不一样的。我们将一艘宇宙飞船放在太阳表面并发射,那是在半径70万千米的地方,要想让这艘飞船完全不受太阳引力的影响,它发射时必须设定一个每秒618千米以上的速度。随着太阳一直在坍缩,其半径越来越小,而物体的浓度却逐渐变大。

这个时候,太阳外面的引力场越来越强,所要求的逃逸速度也越来越快。如果说太阳减小到连3千米半径不到,飞船的速度至少要达到一秒几十万千米的速度才可能从其中逃逸。如此一来,太阳转化成一个连光也无法逃离的黑洞。

同时,黑洞包含一个不与外界联系的视觉世界,这是它的另一个特征。黑洞之外的物质可以进入其中,但是一旦进入后就无法再逃离出来。来自英国剑桥大学的物理学家霍金研究认为,在黑洞刚诞生的时候,它的视觉世界的外形是变动的,且没有一定的规则,在极短的时间之后,视界就形成了一种规则的形状,而且是不变的。

假设黑洞为球形对称,且不旋转,那么其视面是一个光滑面;如果说旋转轴对称的形状,那么视面为两头较尖的球形,黑洞扁平的程度受其角动量和重量的影响。科学家们认为,黑洞的性质是由角动量,质量和电荷这三项决定的。

科学家们虽然只能间接观测到黑洞,但一致认为,通过观测周围天体的变动,可以推断其间是否有黑洞存在。

同时,有一段时间物体是还没有进入黑洞视界的,其外形类似喇叭或圆盘,物质高速旋转,与黑洞外围发生摩擦,温度急剧升高,且会释放出高能量的电磁辐射。因此,通过测量电磁辐射,就可以判断黑洞是否存在。

除此之外,天文学家还观测到另一个星系M87,科学家认为一个更大的黑洞可能就在其附近,这个黑洞的质量至少是太阳的一百亿倍。许多天文学家认为,黑洞是宇宙中重要的物体。

科学家推测,有一个巨大的黑洞存在于银河系中,其有500太阳那样重,难以计算的恒星被这个巨大黑洞的引力吸引,它们绕着银河系以很快的速度转动,共同组成体积很大的物体,这个整体就是我们今天所观测到的浩瀚的银河系。

所以进一步对黑洞进行研究是有必要的,可以借此了解什么组成了宇宙以及天体是怎么形成的。

也许,目前黑洞仍然是一个难解之谜,但是,在科技迅猛发展的情况下,相信科学家终有一日能解开黑洞这个宇宙之谜。

宇宙中的黑洞是什么?

宇宙中的黑洞是如何形成的?它到底是个什么样的存在?

宇宙中的天体有能够发光的,有不会发光的,还有一种为现代人们用眼睛根本无法看见的暗物质或者说是神秘的天体,无论是什么物体只要接近这个天体,便会马上消失的无影无踪;这就是目前地球上的天文学家们正在 探索 研究的“黑洞”。

天文学家根据爱因斯坦的广义相对论,对黑洞存在的条件和形成的原因进行了许多 探索 ,还是没有得出真正的原因,仍然是世界上的未解之谜。

不过天文学家们,伴随空间站与宇宙飞船、探测器等,对解开宇宙神秘面纱正在进行中;他们认为;宇宙之间的物质,它们并不总是固定在一个位置那里。通过测量星系的运动,天文学家发现宇宙正在膨胀。空间本身变得越来越大。从膨胀的速度来看,天文学家认为一切始于大约150亿年前,当时我们可见的宇宙集中在一个点上。在被称为“大爆炸”的巨大能量爆发中,我们的宇宙诞生并开始膨胀。

一开始,宇宙是难以想象的热,主要是能量。当宇宙膨胀时,宇宙冷却下来。物质以氢和氦的形式产生。大爆炸发生后一亿年,巨大的气体云开始;宇宙超过100亿光年横跨银河系,大约10万光年横跨OOA宇宙的规模。这些中的每一张都要比前一张大很多倍。

由星系组成的处女座星系团。这些星系距离我们大约5000万光年远。处女座星系团是离包括银河系在内的星系群最近的星系群之一。在重力的作用下。第一批恒星是以团簇的形式形成的,如大星系或小星系。聚集在一起形成更大的星系。天文学家可以通过观察遥远的星系来了解很久以前在宇宙中发生的事情。即使以每秒30000公里的速度飞行,它们的光也要花上数十亿年的时间才能到达。这意味着,我们看到它们是因为它们年复一年地变白;回溯时间。就好像我们在看358个太阳系,包括彗星云,直径约为0.1光年。

黑洞的形成都还在 探索 中,根本没有办法知道黑洞存在的形式。

以上为个人观点仅供参考 娱乐 。

知足常乐2019.3.26日于上海

谢谢你的邀请!

我认为宇宙中没有黑洞,有的只是会运动的磁场!为什么呢?自己去想想便知道。

谢友的邀请!

黑洞 是根据爱因斯坦的广义相对论推论出的存在于宇宙中的一种神秘天体。说起来,黑洞的结构很简单,由一个点——密度趋于无穷大的 奇点 和一个边界—— 事件视界 构成。

奇点使周围时空极度扭曲,产生超强引力场,以至于在事件视界以内连光也无法逃脱。也就是说,事件视界内的一切都是无法被看见的。

科学家认为,宇宙中的黑洞主要分为四类:

微型黑洞 ,又被称为量子黑洞,宇宙大爆炸之初可能产生了大量微型黑洞。

恒星级黑洞 ,是最常见的一类黑洞,大质量恒星演化至生命末期,在超新星爆发后留下的致密内核就可能是一个黑洞。据哈佛-史密森天体物理中心估算,银河系中至少存在数亿个恒星级黑洞。

中等质量黑洞 ,是理论中存在的,质量大约为太阳100-10万倍的黑洞。目前为止,科学家还尚未在宇宙中真正确定中等质量黑洞的存在(只发现一些潜在对象)。

超大质量黑洞 ,存在于大多数星系中心,是黑洞中的重量级选手,质量可达太阳的上百万甚至上百亿倍。比如,我们银河系中心的超大质量黑洞被命名为人马座 A*,质量约为太阳的400万倍。

不过,黑洞是无法被直接观测到的,只能通过间接的方式进行研究。最常见的是,黑洞在吞噬物质时会在事件视界外围形成一个 吸积盘 ,爆发出的惊人能量会把周围物质加热到超高温,在各个波段上产生明亮闪光。

再者,科学家还可以借助黑洞产生的 引力效应 获取其位置和质量的信息。

另外, 引力波 的成功探测也为研究黑洞提供了新途径。科学家已经多次探测到由双黑洞的碰撞与合并产生的引力波。要知道,这些由黑洞荡起的时空涟漪携带着的是最保真的信息。

最为令人兴奋的是,科学家们精心策划了 事件视界望远镜(EHT) 项目,对 银河系中心黑洞人马座 A* 进行了为期10天的观测,预计将在今年(2018年)创建出人类史上第一张黑洞的照片。

到时,我们将对黑洞有更进一步的了解。

黑洞的研究 历史

黑洞,起初是推算出来的一个神秘天体,最早提出黑洞问题的不是一个物理学家,而是英国地理学家约翰·米歇尔(John Michell),他在乾隆四十八年,也就是1783年提出:如果一颗天体拥有与太阳同等质量,且该天体直径只有约3千米,那么此天体表面的引力是十分巨大的,大到连宇宙最快的光子也无法逃脱其表面。除此之外,法国物理学家拉普拉斯曾在1796年预言:“如果一颗天体质量约为太阳的250倍,直径和地球相当,那么这个天体表面的引力将变得非常大,连光也不能逃脱。”

之后科学家们普遍认为宇宙中存在这么一种“可怕”的天体,任何物质包括宇宙中最快的光也逃脱不了黑洞的引力,只要靠近它就会瞬间化为乌有。

2019年4月,人类首次通过照片知道了黑洞的模样确认了黑洞是真实存在的。

为什么叫做黑洞呢

因为由于黑洞的体积很小且质量巨大,造成引力巨大,光也逃脱不了黑洞,所以人类的眼睛只能看到是一个黑色的圆形状图形,所以将其比作一个永远漆黑得洞。当然从爱因斯坦的广义相对论来理解,由于质量巨大的物体会造成它周围的时空弯曲,质量越大,时空弯曲的曲率越大。

黑洞是如何形成的

宇宙中有数以万亿计的恒星,这些恒星并不是“长生不老”的,也会有它的寿命,就拿我们太阳系来说,太阳大概的寿命是100多亿年,而目前大概是50亿年左右,可以说是正处在壮年。

根据理论,恒星的死亡是恒星上的粒子开始像更重的物质进行转变,直到铁元素。如果一颗恒星的核心质量大于等于3.2倍太阳质量时,那么再也没有什么能量(斥力)可以抵抗自身的重力了,重力便开始向中心无限的坍缩。

恒星坍缩后就会发生超新星爆发,就会发生引力挤压,物质中的质子,中子等粒子被挤压到很小很小,就像珠穆朗玛峰被挤压成只有一个砂砾那么大。当然一颗太阳这么大的恒星是不足以形成黑洞的,一般为超过太阳的大质量恒星。

当然黑洞质量到达一个极限值时,这个临界值就是史瓦西半径。严格的讲是一个球状对称、不自转且不带电荷的物体重力场值,一个特定质量的物体被压缩到该值时,自身的重力可以无束缚的压缩至奇点。理论上,太阳的史瓦西半径约为3千米,地球的史瓦西半径只有约9毫米。一颗大于等于3.2倍太阳质量的天体,如果压缩至它的史瓦西半径内,那么它就形成黑洞了。

黑洞的形成

黑洞其实和中子星,白矮星一样都是恒星演化的产物,唯一不同的是它们是不同质量恒星演化的产物,其中黑洞是超大质量恒星演化的产物。

具体来说是这样的,我们都知道恒星本身是会燃烧的,就好像炉子一样,只不过炉子烧的是煤或者木炭,而恒星烧的是 原子核

刚步入主序星时期的恒星,都是烧氢原子核的,这种燃烧的方式叫做 核聚变 。这是因为恒星的质量都特别大,引力会使得恒星中心的温度特别大(可以理解成挤压出来的结果),就拿太阳来说,核心的温度可以达到1500万度,而质量越大,引力也就越大,核心的温度就可以达到更大的温度,这我们下文会提到。

由于恒星内核温度特别高,使得恒星是成等离子体的,意思是,电子和原子核是在当中呈现游离态的,而不是构成原子的状态,就像一锅粒子粥一样。

所以,这当中的反应并不是原子和原子之间进行反应,而是原子核和原子核之间进行核反应。而宇宙中70%都是氢原子,剩余的是氦原子(这是由于大爆炸导致的,其中氢和氦是原子序数第一和第二的两个元素),只有不到1%是其他的元素。

而氢的核反应条件要远比氦要求低,因此氢原子核作为燃料的核聚变会最先被点燃,而核反应的炉渣其实就是氦,整个过程就是四个氢原子核通过核聚变产生氦-4。

内核的氢烧完之后,如果是红矮星,那反应就停止了,因为红矮星通过自身引力收缩迫使内核温度达到氦核反应的条件。而质量大一点的恒星,比如:太阳,就可以通过收缩内核,使得条件达到氦核聚变的条件,然后 原来的炉渣变成了燃料开始核聚变,氦核反应会生成碳原子核和氧原子核,这就好像换了档一样。

当氦烧完之后,就会剩下一堆炉渣:碳原子核、氧原子核。而又会有一批的恒星停留在这个阶段,而质量更大恒星还能够继续收缩内核,迫使碳发生核聚变反应。不过,超大质量的恒星就不只是这样的了,它们不仅能迫使碳反应,还能迫使碳之后的硅反应,一路一直核反应,直到铁原子核的出现。

之前的恒星的核反应主要在核心进行,而此时的超大质量恒星却是一个奇葩,由于内核温度特别高,导致每一层都在发生核聚变,最外层是氢核聚变,最内核是铁原子核。但是铁其实是比结合能最大的元素,意思是说铁很难发生核反应,最大的差别就在于前面的核聚变其实都是在释放能量,而铁原子核的核反应需要吸收能量。

整个过程大概就是 光子进入到铁原子核内,直接击碎铁原子核,然后质子和电子相遇后会生成中子和中微子,就会发生II型超新星爆发。

此时会出现两种情况,第一种是 恒星的内核在引力的作用下,中子聚合成了一个中子星。

而中子星说白了就是引力和中子简并压力达到了平衡。这是由于泡利不相容原理导致的结果,这理论简单来说就是中子不可以处于两种相同的状态,它们应该按照规矩好好排排坐。

但是还有一种情况就是恒星内核的质量质量超过3倍太阳的质量(这也被称为奥本海默极限),那么它就不会停留在中子星的状态,因为中子的简并压力都无法抵抗引力,继续向下压缩,按照理论应该可能会出现夸克星,也就是夸克的简并压力和引力达到平衡,但事实上,我们并没有观测到夸克星的存在。因此,我们可以认为,此刻内核就会变成一个黑洞。

所以, 到底能不能形成黑洞,首先恒星的质量至少要达到8倍以上的太阳质量,是一个特大质量的恒星。并且在演化过程当中,发生II型超新星爆炸后,内核的质量要超过奥本海默极限,那么内核就会在引力的作用下形成一个黑洞。

黑洞是什么样子的?

实际上,黑洞最有名应该是它能把光都吸走。按照目前主流的引力理论,也就是广义相对论,引力的本质是时空的弯曲。

就拿太阳来说,由于太阳的质量巨大,它压弯了时空,而地球就沿着时空的测地线(也就是时空的“直线”)运动。(我们从二维的角度来看)

那黑洞也能弯曲时空,只不过它对时空的完全远远超过太阳。这样的弯曲程度,导致光经过附近时,如果沿着测地线运动就会掉入到黑洞当中。

如果要用牛顿理论来理解,其实就黑洞的第二宇宙速度远远大于光速,导致光没有拜托黑洞的引力,只能掉入黑洞。而光速已经是宇宙中物质、信息、能量的极限速度,因此,物质遭遇黑洞时,基本上都会往里掉。

对于黑洞是如何形成的话题,我看了大家的回答真的有点坐不住了,对于此题我来谈谈个人的看法,希望能带给大家新的启示。我认为,黑洞是宇宙的自然天体,是客观存在的宇宙之网,是包裹着无尽恒星系边缘的外围空间,是宇宙无尽恒星系边缘与边缘之间同向自转运动的缓冲带。为什么会这样说呢?因为:

宇宙是由无尽数量的恒星系所构成无穷无尽的自然天体,恒星系是宇宙物质运动的单元单位,是组成无尽宇宙空间的无限细胞。在宇宙之中,每个恒星系都是一个个独立性的物质周期循环运动的实体,都是像一个个“泡泡"一样呈圆形的状态,每个恒星系之中的恒星,是主宰星系的主体,并依靠自身的燃烧和磁场来释放与控制着本星系的物质周期循环运动和变化,恒星磁场有多大,该星系占宇宙空间就有多大。每个恒星系的边缘,从同性磁场的角度来看,都是磁性的同性现象,因而,恒星系与恒星系边缘之间都是处于同性物理现象,同性相斥的物理现象就会自然产生。这样,宇宙无尽数量恒星系的边缘与边缘之间就自然会形成没有恒星的光和热到达的自然天体,它是包裹着宇宙所有恒星系的外围空间,形成了宇宙之网之暗物质和暗能量专属运行的自然现象,能对宇宙所有恒星系的物质周期循环运动起到缓冲和平衡的功能作用,共同来支撑着无边无际宇宙的恒存。

非常感谢“金兔王豫生”大哥的信任和邀请。

人类目前还没有能力直接观测到黑洞(也许永远也不会有这个能力),但是一些间接证据还是有的,所以关于黑洞的一切只能是根据理论做的推测。我分下面两个思路分别回答您的问题:

一、黑洞概念的提出,包括关于黑洞猜想的 历史 发展、形成黑洞的基本条件;二、黑洞的一些性质,包括视界内和视界之外。

黑洞概念的提出

最早提出黑洞这种东西的是拉普拉斯和米歇尔,1796?年,他们从万有引力原理猜测,如果一个恒星质量很大,那么他们发出的光会被自己的引力拉住,我们就看不见他们。

1939年,奥本海默等人从广义相对论出发预言了暗星存在,1967年,美国物理学家惠勒建议暗星应该称为黑洞。

黑洞的形成主要是由引力塌缩导致,它是恒星演化的一个阶段。如果有一个足够大的恒星,在塌缩过之后的剩余质量大于奥本海默极限(3倍太阳质量)的情况下,就能继续塌缩形成黑洞。很多天体物理学家都认为宇宙中是存在黑洞的,类星体和星系的核心部分可能存在黑洞。

黑洞的性质

我们听得最多的关于黑洞的名词就是视界、史瓦西半径这些。简单说,史瓦西半径是史瓦西利用广义相对论计算了一个理想黑洞的半径(绝对的球对称黑洞,这种当然是不存在的)但是他的计算也是有意义的,因为他预言了在黑洞周围存在着一个零超曲面和事件视界,这个视界就是黑洞和我们宇宙的分界面或者叫膜。在事件视界之外物理规律跟我们现在的宇宙一样,但是越靠近视界,引力越大,时间和空间在视界面的位置发生正交旋转。啥意思呢,就是我们在外面测量到的黑洞视界的半径,在黑洞内部变成了时间轴,时间空间变换了。

黑洞有毛。毛就是信息,黑洞能向外传递的是总质量、总动量和总电荷。黑洞虽然引力很大,但是黑洞也是有两种辐射形式的,1、自发辐射;

2、霍金辐射(热辐射)。所以我们是有机会利用这些黑洞的性质探测到黑洞存在的。

希望上面的信心能对“金兔王豫生”大哥有帮助。

黑洞可以打破一切物理定律,黑洞拥有超大的质量,黑洞具有不可思议的超强引力,如果突然出现在太阳系,它会秒杀吞噬地球,甚至整个太阳系也不在话下。

大家好!我是“宇宙窥探者”,遨游星辰大海,破解宇宙奥秘!为更好地理解黑洞有多重 密度有多大,以及黑洞诞生之谜。我们今天来拿地球作比较,来 从太空中看地球,地球平均直径1.3万公里(12742公里),地球质量60万亿亿吨,现在把地球按黑洞的标准进行压缩,一直压 一直压到它紧紧地挤在一起,达到原子都崩溃的程度,压破原子核的外层空旷区域,到地球的直径被压到只有5厘米时,它的密度就和黑洞密度相当了,也就是仅相当于只有高尔夫球大小,但却拥有地球一样的60万亿亿吨的质量,以及同样大的引力。

这是什么概念,就是像高尔夫球大小的黑洞,就是可以把像月球那样直径3476千米,距离地球38万公里的星体,用引力将其栓住而绕其公转。

黑洞是怎么产生的?到底是什么才能造就如此东西,体积如此之小 密度却如此之大,引力产生的威力又是如此之超强。宇宙中不存在什么外部的神仙上帝,可以用手或是打气筒来压缩,创造一个崭新的黑洞,黑洞在宇宙中形成的唯一方式途径,就是引力本身。

宇宙中只有一种地方,可以产生如此强大的引力,那就是超级大的恒星内部,比太阳重10倍的大恒星,当它们消亡时 自身的引力就会把它们压碎,引发猛烈的爆炸 形成超新星,当更加巨大的恒星消亡时,即太阳质量100倍以上的超级恒星消亡时,它们的自身引力也是太阳的100倍以上,当这样的超级恒星消亡时,会引发宇宙中更剧烈的爆炸,超超星爆发,由此留下的内核,就意味着一颗新的黑洞诞生了。

相关内容观看视频:了解黑洞诞生之谜,如果把地球压缩成黑洞,能有多大,能有多紧密

在宇宙中如果有黑洞出现,就是说我们的这个太阳照不到的地方,宇宙中其他的太阳也照不到才会出现黑洞。那地方没有任何生命,不用担心了。

宇宙黑洞是什么?黑洞是怎样形成的 黑洞里面有什么

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。

等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)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”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的

宇宙中的黑洞是什么东西

观点:黑洞通常都出现在宇宙物质的包围之中,不大可能有一个黑洞会冲破层层物质的包围,和另一个黑洞相遇。你问黑洞的内部是什么呢?应该说,是更强大的负空间,更深层的亏空。倘若真的会有物质被黑洞吸入,同样也会被它的负空间性所“消化”掉,但这会减缓黑洞自身的灭尽过程。不过这黑洞不是一个过道儿,不会是从这边进,再从那边吐出什么来。它的方向是从半有半无走向彻底的无,它只能是越来越走向没有。

不论是哪一枚星体的形成,都需要经历若干阶段,我把它归纳成为是从无,到半有,到全有。而一枚星体的溃灭呢,同样也要经历若干阶段,只不过程序刚好相反,是从星体物质的全有,到半有,最后到星体物质的全无。所谓黑洞,正是对宇宙中已经死亡了的星体,在再度归回到“无星体”及“无物质”状态过程中的一段描述。

像一切生命都有聚散循环一样,所有星体同样也充满了兴灭变化。在宇宙宏大的周而复始之中,黑洞堪称是每一个星体必然的宿命——星体由盛至衰,最后溃散,它曾经拥有的饱满充实,融解融化一般消失殆尽,星体物质先前那份实实在在的占位空间,现在竟然成了一个非物质的“空壳”。

星体的物质空间一旦荡然无存,也就是说原本好端端的星体一旦沦为“空壳”的处境,势必会面临四周围宇宙泛空间物质的巨大压力,这使得“空壳”的内部,也就是黑洞的内部,会呈现出一种负空间的状态,仿佛可以往里吞噬、往里吸摄、往里充填一般。

在星体灭亡的全程中,负空间状态只是其中的一个片段,它意味着宇宙充盈着物质世界出现了一块暂时的亏空。但也意味着可以通过这种亏空,达到新的平衡。

一个黑洞就是一个星体的遗址,因此宇宙中不可能只有一个黑洞,而是所有的星体最后都将经历黑洞的必然之路。不过黑洞通常都“镶嵌”在宇宙物质的重重包围中,没有哪一个黑洞能突破重围,去和另外一个黑洞约会。至于黑洞的内部是什么?应该说越是黑洞的核心,就是越强大的负空间和越深层的亏空。

如果真的有什么物质不小心被黑洞吸入,同样会被黑洞的负空间性所“消化”。而不会有生还的力量,即不可能产生新物质的锐变。它们只能乖乖的,随大流儿一般跟着星体的灭亡、物质的灭亡、空间的灭亡,从原来的有物质,走向半有物质,直至最后的没有物质,完成物质运动的三部曲。但负空间的这种疏漏会减缓黑洞自身灭尽的过程,故有害而无益。

当你了解了黑洞的本质后,就会明白黑洞不是一个过道儿,不会是从这边进,从那边再吐出什么来。它的方向是从半有半无走向彻底的无,它只能是越来越走向没有物质。

黑洞反映了星体物质从半有向全无的过渡,这个宇宙泛空间体系的非平衡性过渡,类似于“场”的范畴。

什么是宇宙黑洞?什么是宇宙白洞?大神们帮帮忙

宇宙中有一种奇怪的天体,它的引力极强,连速度最快的光也休想从它那里逃脱,所以人们看不见它,称它为黑洞.

黑洞并不是实实在在的星球,而是一个几乎空空如也的天区.黑洞又是宇宙中物质密度最高的地方,地球如果变成黑洞,只有一颗黄豆那么大.原来,黑洞中的物质不是平均分布在这个天区的,而是集中在天区的中心.这些物质具有极强的引力,任何物体只能在这个中心外围游弋.一旦不慎越过边界,就会被强大的引力拽向中心,最终化为粉末,落到黑洞中心.因此,黑洞是一个名副其实的太空魔王.

黑洞内部所以有这么强大的引力,这和它的形成有关.一颗质量超过太阳20倍以上的恒星,经过超新星爆发后,剩余部分的质量一般仍要超过太阳质量的2 倍以上.这部分物质自身引力非常强大,从而发生急剧坍缩.尽管在坍缩过程中内部也会产生一些抵抗坍缩的压力,但在如此强大的引力面前,无异于螳臂挡车.随着坍缩加剧,分子、原子乃至原子核都会被挤破,最终形成极高密度的引力中心.

宇宙黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了.黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引而无法逃脱.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。虽然这么说,但黑洞还是有它的边界,既"事件视界".据猜测,黑洞是死亡恒星的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。另外,黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化到末期而形成的,质量小于钱德拉塞卡极限的恒星是无法形成黑洞的.(有关参考:《时间简史》——霍金·著)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,它的第二宇宙速度之大,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。 1783年剑桥的学监约翰*米歇尔曾在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表一篇文章。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墙,以至于连光线都不能逃逸——任何丛恒星表面发出的光,还没到达远处即被恒星的吸引力吸引回来。米歇尔暗示,可能存在这样大量的恒星,虽然由于它们发出的光不会到达我们这里。所以,我们不能看到它们,但我们仍然可以感到它们引力的吸引作用。这正是我们现在称为黑洞的物体。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。 白洞(white hole) 理论上预言的一种天体。其性质与黑洞正相反。白洞有一个封闭的边界。与黑洞不同的是,白洞内部的物质(包括辐射)可以经过边界发射到外面去,而边界外的物质却不能落到白洞里面来。因此,白洞像一个喷泉,不断向外喷射物质(能量)。白洞学说在天文学上主要用来解释一些高能现象。白洞是否存在,尚无观测证据。有人认为,白洞并不存在。因为,白洞外部的时空性质与黑洞一样,白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。只要有足够多的物质,引力坍缩就会发生,导致形成黑洞。另外,按照目前的理论,大质量恒星演化到晚期可能经坍缩而形成黑洞;但并不知道有什么过程会导致形成白洞。如果白洞存在,则可能是宇宙大爆炸时残留下来的。 白洞是什么简单来说,白洞可以说是时间呈现反转的黑洞,进入黑洞的物质,最后应会从白洞出来,出现在另外一个宇宙。由于具有和“黑”洞完全相反的性质,所以叫做“白”洞。它有一个封闭的边界。聚集在白洞内部的物质,只可以向外运动,而不能向内部运动。因此,白洞可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射。白洞是一个强引力源,其外部引力性质与黑洞相同。白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞学说主要用来解释一些高能天体现象。目前天文学家还没有实际找到白洞,还只是个理论上的名词. 在了解白洞前先简略介绍黑洞: 白洞概念的提出过程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着科学家们.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,那么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?20世纪60年代以来, 由於空间探测技术在天文观测中的广泛应用,人们陆陆续续发现了许多高能天体物理现象,例如宇宙X射线爆发、宇宙γ射线爆发、超新星爆发、星系核的活动和爆发以及类星体、脉冲星,等等。这些高能天体物理现象用人们已知的物理学规律已经无法解释。就拿类星体来说吧,类星体的体积与一般恒星相当,而它的亮度却比普通星系还亮。类星体这种个头小、亮度大的独特性质,是人们从未见到过的,这就使科学家们想到类星体很可能是一种与人们已知的任何天体都迥然不同的天体。如何解释类星体现象呢?科学家们提出了各种各样的理论模型。前苏联的诺维柯夫和以色列的尼也曼提出的白洞模型,引起了大家的注意。白洞概念就这样问世了。 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么通行,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,但白洞靠什么来触发,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于黑白洞相对的哲学辩论,而在于它的物理机制问题。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。有人认为,类星体的核心就可能是一个白洞。当白洞内中心点附近所聚集的超密态物质向外喷射时,就会同它周围的物质发生猛烈碰撞,而释放出巨大的能量。因此,有些X射线、宇宙线、射电爆发、射电双源等现象,可能与白洞的这种效应有关。白洞目前还只是一种理论模型,尚未被观测所证实。 白洞的起源以及争论 白洞学说出现已有一段时间,1970年捷尔明便提出它们存于类星体,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,由于宇宙物体的激烈运动,或者星系一部喷出的高能小物体,它们遵守着克卜勒轨道运动。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着密度高的小质点,它们随着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。只不过各过程不是同时,而是先后交错的。科学家们普遍认为,自从大爆炸以来,我们的宇宙在不断膨胀,密度在不断减少。因此,现在正在膨胀着的天体和气体乃至整个宇宙,在200多亿年以前,是被禁锢在一个“点”(流出奇点)上,原始大爆炸后,开始向外膨胀,当它们冲出“视界”的外面,就成为我们看得见的白洞。 与上述相反的一种观点认为,由于原始大爆炸的不均匀性,一些尚未来得及爆炸的致密核心可能遗留下来,它们被抛出以后仍具有爆炸的趋势,不过爆炸的时间推迟了,这些推迟爆发的核心——“延迟核”就是白洞。也有人认为,白洞可能是黑洞“转化”而来。就是说,当黑洞的坍缩到了“极限”,就会经过内部某种矛盾运动质变为膨胀状态——反坍缩爆炸,这时它便由向内积吸能量,转变为从中心向外辐射能量了。最富吸引力的一种观点认为,像宇宙中有正负粒子一样,宇宙中也一定存在着与黑洞(负洞)相同,而性质相反的白洞(正洞)。它们对应地共生在某个宇宙膨胀泡的泡壁上,分属两个不同的宇宙。由于我们的宇宙中存在着10万多个黑洞,同样也可能存在着数目相等的白洞。于是,在宇宙继续膨胀过程中,白洞周围一些质量稍许密集区域就变得更加密集;黑洞周围的一些质量稍微稀薄的区域就变得更加空虚。这些大片空虚的区域就是——

天文学家说的“黑洞”指的是什么?_宇宙黑洞是什么