怎样证明黑洞的存在请回答1988剧情详细的详细一点,多给悬赏分

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不存在黑洞 大爆炸理论也是错的 已经数学验证
  中国经济网北京9月29日讯 当一个超大、质量数倍于太阳的恒星死亡时,它会向内塌缩,形成一个奇点,这个奇点被称作黑洞,他产生的引力大到连光线都无法逃脱。目前看来,这不过是我们的想象而已。一位科学家激动地宣布黑洞是不可能存在的,而且她还通过数学方法证明了这一点。
  如果这是真的,那么物理学家将不得不从新考虑宇宙是如何形成的。
一位北卡罗来纳大学的科学家声称她用数学方法证明了黑洞不可能存在。她说一个恒星塌缩并形成一个奇点是不可能的。在这之前,科学家相信比太阳大的多恒星在死亡时会被自己的重量压垮并形成黑洞。
  这项研究是由美国北卡罗来纳大学教堂山分校理论物理学教授劳拉?梅尔西尼—霍顿主持的。她宣称当恒星死亡时,它会释放出霍金辐射(Hawking radiation;注:霍金辐射是由斯蒂文·霍金(Stephen Hawking)在1973年左右通过思想实验预测的,2010年被证实。),但是在这个过程中,梅尔西尼—霍顿相信恒星同时也会丢失质量,多到使得它没有足够的密度形成黑洞。在形成黑洞前,她说,濒死的恒星会膨胀并爆炸。预想中的奇点永远不会形成,事件视界(黑洞中发出的光所能到达的最远距离)同样也不会形成。
  “我仍然感到很震惊” 梅尔西尼—霍顿说。“我们研究这个问题已经超过50年了,这个结果引发了我们很多思考。”
  实验证据也许有一天会证明是否存在黑洞。但就现在而言,梅尔西尼—霍顿表示数学计算是确定的。
  这个结果甚至引发了对大爆炸理论是否正确的怀疑。大多数物理学家相信宇宙起源于138亿年前的一次以奇点为源头的大爆炸。如果奇点不能存在(梅尔西尼—霍顿部分证明了这一点),那么大爆炸理论也是站不住脚的。
在恒星塌缩的过程中会发出霍金辐射,但是梅尔西尼—霍顿教授宣称这个过程会使恒星丢失过多的质量已至没有足够的质量形成黑洞。这同时意味着认为宇宙起源于一个奇点的大爆炸理论可能是错误的。
  黑洞的奇异之处在于解释它需要宇宙中两个不相容的理论相配合。也就是说,爱因斯坦的相对论预测会存在黑洞,但是量子力学显示宇宙中不会有任何信息会消失。将这两种理论结合起来的努力形成了广为人知的黑洞悖论:质量怎么会像预测的那样永久的消失在黑洞中呢?
  梅尔西尼—霍顿的理论设法达成了两种基本理论数学上的融洽,但是对人们期待的黑洞产生了意外的影响。“几十年来,科学家们一直在尝试融合这两种基本理论:广义相对论和量子力学。” 梅尔西尼—霍顿说“这是件大事。”(王蔚)
  相关知识
  黑洞信息悖论
  黑洞问题中最大一个问题被称之为信息悖论。
  当前的理论是没有任何东西能从黑洞的事件视界中逃出。
  根据爱因斯坦的理论,在黑洞内所有的物质都被积压在一个奇点上。
  但是根据量子力学的理论,宇宙中的信息永远不可能消失。
  这就造成了一个悖论:黑洞是怎么让质量和信息“消失的”?
  梅尔西尼—霍顿的新理论解释了这个悖论,换句话就是说,我们之前所说的黑洞是不存在的。
  霍金:并没有黑洞,只存在灰洞
  在一份发表在网上的论文中,霍金博士提出“灰洞”。
  在这篇名为《黑洞的信息保存与气象预报》的论文中,霍金表示“事件视界的缺失意味着不存在黑洞,事实上任何光线都无法逃出无限远。”
  他表示关于存在一个光线不可逃逸的事件视界的想法是有缺陷的。
  他建议与其将光线想象为匆忙从黑洞中心逃离,不如想象为光线被粘在跑步机上并且因为放出辐射而不断减少。
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黑洞是通过什么手段证实它存在大家都知道,描述的黑洞是可以吸走任何物质,那么科学家是怎么证明它存在的,推理还是假设还是有证据.
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对宇宙中存在黑洞这类大引力天体的猜想由来已久,远在牛顿发现万有引力定律之前. 逃逸速度的概念早已被人熟悉.一个人向前抛出石块,否认初速度多快,石块还是会落回地面.但用的力气越大,石块就会飞的越远.那么就总是会有一个速度,在这个速度下,石块飞行线路向下弯曲的程度恰好等于地球表面的弯曲程度,这个石块就会沿着地球表面永远飞行下去.这个速度就是地球的第一宇宙速度,9.8千米/秒.如果继续加速,石块就会脱离地球的引力,跑到地球引力以外的空间去,这个速度是11.2千米/秒.对其他任何一颗行星、恒星或其它天体,也很容易算出这个速度的大小.这个速度只与这个天体的质量和半径有关,而与被抛射的物体无关.质量越大,所需要的速度就越大;质量一定时,半径越小,所需要的速度越大.这就是说,一个天体质量越大(或者说越致密),它表面的逃逸速度也越高.关于黑洞的思想,正是把简单的逃逸速度的概念推向极致. 1676年,一个叫奥拉斯·雷默的人就曾说过:“通过对木星卫星进行的观测,已经知道光速大约是30万千米/秒.那么不难想像,有一种天体的存在,在它上面的逃逸速度大于光速.”英国的约翰·米切尔于1783年、法国大数学家西蒙·拉普拉斯于1796年也说:如果一个星球的质量与太阳相同而半径是太阳的500倍,外界的一个物体向这个星球掉落时,到达它表面的速度将超过光速.所以,假定光也像其他物体一样,被与惯性力成正比的力所吸引,所有从这个星球发射的光将被这个星球的引力拉回来.除此之外,两人还猜想,宇宙中这类看不见的黑暗天体可能像恒星一样多.但这类天体毕竟是不可见的.于是,米切尔和拉普拉斯的想法被人们遗忘了.直到广义相对论建立. 现在我们知道,时空是弯曲的.而时空的弯曲必须有强大的质量造就强大的引力.这已经由日全食时恒星光线的弯曲和水星的近日点进动所证明.爱因斯坦的引力理论极为复杂,以至于很难被人理解.于是,有人用了一句简单的话说明广义相对论,“物质告诉时空应该如何弯曲,时空告诉物质应该如何运动”. 恒星是宇宙中的巨大天体,因而也具有强大的引力.恒星的一生就是对自身引力的持久、拚死的反抗,用内部产生的能源向外的辐射来对抗向内的引力.但对于任何质量的恒星,它的能源总是有限的,引力终将胜利,恒星终将被自身的引力所压缩.当恒星内部的能源用尽时,热核反应的速率迅速缩减,恒星向外的辐射压减小,向内的引力占据上风,恒星外层向外膨胀,而内核在向内收缩,成为红巨星.但红巨星远不是恒星生命的终结.一颗恒星的命运完全取决于它的质量(至少对于单颗恒星而言是这样的.双星的演化要复杂一些.但不能不说,因为这与我们目前寻找和确定黑洞大有关系.后面还要细说).太阳可以稳定燃烧100亿年,而质量10倍于太阳的恒星,这一阶段要短1000倍.红巨星阶段的恒星,其内部的氢已经完全聚变为氦,且其中的氦也已经燃烧聚变为碳、氧、氖等更重的元素,并沉积在恒星中央.以氢、氦为主的轻元素则分布在恒星的外层,如果温度足够高,它们还会继续燃烧聚变为硫、钠、钙、镁等,直至铁.但这时,恒星已经不能维持它的稳定,而是开始一胀一缩地脉动,其脉动周期与质量严格对应,并在脉动时向外损失外层质量.这一阶段的恒星称为造父变星.此后,视恒星的质量不同,外层气体可能会平静地消散,会露出中央的恒星核,成为一颗白矮星.质量大的(超过钱德拉塞卡极限,1.4太阳质量),会以超新星爆发的形式,把外壳炸开,成为一颗中子星.星核的密度很高.一个尺度与行星类似而质量等于太阳的白矮星,其平均密度可达800千克/立方厘米.比地球上密度最高的金属(金或铂)还要高4万倍,相当于把巴黎的艾菲尔铁塔压缩到30立方厘米的体积.中子星的密度则更高,会超过1亿吨/立方厘米. 但假如恒星质量更大呢?比形成中子星所要求的质量还要大,那会怎么样呢?1939年,美国的罗伯特·奥本海默(就是那个原子弹之父)和哈特兰·施罗德应用量子力学和广义相对论得出,如果质量继续增大(超过3倍太阳质量),就不能形成稳定的中子星.巨大的质量使中子也无法支撑星体结构,星体会继续坍缩,直至收缩为体积为零,而密度为无穷大的“点”.所要求的母体恒星(即没有发生超新星爆发前的恒星)质量为10倍太阳质量.换句话说,只要是质量超过10倍太阳质量的恒星,最终都不可能形成稳定的中子星,都必然会坍缩成一个“点”.但这时,它的引力及时空情况又是如何呢? 1915年12月,广义相对论诞生不过一个月的时间,第一次世界大战如火如荼.爱因斯坦收到一封寄自俄国前线的信,发信人是普通士兵卡尔·史瓦西.史瓦西应用广义相对论方程,详细计算了一个点状引力源周围的时空特性.史瓦西得出,随着与点状引力源距离的缩短,时空几何出现奇异性.当距离r=2GM/c^2(M为中心质量,G为牛顿的万有引力常数,c为光速)时,空间和时间都丧失了自己的特性,时间趋于无限(可以理解为时间停滞了),空间弯曲到了自身,就是说,引力已经强大到光也无法逃脱了.而这正是米切尔和拉普拉斯根据牛顿力学得出的天体表面逃逸速度等于光速时的情形!这个距离对太阳质量是3千米,对100万倍太阳质量是300万千米.对地球则是1厘米.在这个距离上,所有天体都是黑的,是不可见的.黑洞终于出现了.“黑洞”这个名字,是美国物理学家约翰·惠勒1967年12月,在纽约一次科学课上首先使用的. 恒星级别的黑洞是大质量恒星演化到终结时的残骸,是宇宙空间中的强引力源.黑洞是“黑”的,是看不见的,在它的附近也只能感受到它的引力作用.那么怎么才能找到它呢?在太阳附近(也就是在地球附近),我们从未发现有引力异常之处.对于遥远的单颗恒星而言,如果收缩成为一个黑洞,我们也感觉不到它.要找到黑洞,我们就不得不借助于双星了. 双星是太空中两颗相互靠的很近的恒星,相互围绕着转动,两颗恒星的质量通常不相同,但是它们是同时形成的.正是由于质量的不同,它们的演化速度就不同,演化程度也就不同.其中质量较大的一颗(叫主星)演化的快,另一颗(叫伴星)演化的慢.演化快的一颗首先用完了它的核燃烧,成为一颗红巨星,而质量较小的一颗还在主序星阶段.红巨星的外层要膨胀,而膨胀到一定程度,就会接触到另一颗恒星的引力范围.于是在双星系统中,红巨星就有一个最大允许体积,叫洛希体积,相应的半径,叫做洛希半径,因为这是法国科学家洛希首先计算得到的.当红巨星膨胀到它的洛希半径时,超出半径的气体物质就会脱离它的引力,到达小质量伴星的引力范围,这颗伴星就会当仁不让地吸收这些气体物质,并包裹在它的周围,成为它的核燃料.这样一来,两颗恒星之间就会发生质量转移.主星的膨胀和质量转移是同时发生的.到转移结束时,主星外层气壳完全脱去,成为小质量星;伴星吸收了主星的质量,成为大质量星.如果主星的剩余质量仍然大于3倍太阳质量,那么这颗恒星还会继续收缩,并最终经过超新星爆发而成为一个黑洞.但两颗星之间的关系不会变化,已经成为大质量星的伴星仍然与这个黑洞相互围绕着运行.伴星继续演化,总有一天,它也成了红巨星,并膨胀到刚好充满它的洛希体积.继续膨胀时,它也开始丢失质量,丢失的质量又会向黑洞掉落. 恒星都是旋转的.恒星演化为黑洞时,恒星固有的旋转角动量依然存在,并被黑洞完全继承.旋转的黑洞会拖拽着它周围的时空一起旋转,落向黑洞的恒星物质不会直接进入黑洞,而是会在黑洞的周围形成一个旋转的圆盘,物质在圆盘中呈螺旋线形式落入黑洞.这个圆盘叫吸集盘.1970年,美国从肯尼亚附近的印度洋发射了一颗人造卫星,目的是探测宇宙空间的X-射线.很快,这颗卫星发现了许多X-射线源(在地球上,由于大气层的阻隔,探测不到来自太空的X-射线),其中一个是半人马座X-3(即位于半人马座的编号为3的X-射线源).这个射线源强度很强,平均强度比太阳所有辐射波段强度的总和还要强1万多倍.而且会变化,有一个4.84秒的变化周期,说明这是一颗尺度极小、且高速旋转的中子星(其理由就不细说了).除此之外,它每隔2.1天,就会有12个小时不发射X-射线,说明它还是一对双星的成员,每隔2.1天,就会被它的伴星遮掩12个小时,X-射线也就探测不到了.想一想水电站的工作原理.水从高处落下,重力势能转变为动能,并释放出来,推动水轮机的叶片做功.人马座X-3与此类似,伴星充满它的洛希体积,物质落入中子星.其外围也有一个吸集盘,物质在吸集盘中旋转着落向中子星.物质在高速冲击中子星表面时,速度高达10万千米/秒,其势能转变为动能,会形成超过1亿度的高温,高温气体会发射出来强烈的X-射线.类似的还有武仙座X-1、天鹅座X-1等.计算表明,当有大量物质旋转落入黑洞的过程中,也可以发射出强烈的X-射线,甚至能量更高的γ-射线.而宇宙中确实探测到了数量不少的γ-射线源.否认双星系统是否发出X-射线,其质量都可以通过其光变周期、多普勒红移等方法计算得到.在X-射线双星中,如果其中一颗星的质量在1.4-3倍太阳质量之间,那它无疑是中子星.但如果它的质量大于3倍太阳质量,它还会是中子星吗? 天鹅座X-1是1965年发射的一颗X-射线探测火箭发现的,1970年发射的X-射线探测卫星对它进行了详细探测,它距离我们大约6000光年.在天鹅座X-1的位置上,有一颗质量为25-40倍太阳质量的高温蓝色恒星,但这类恒星是不可能发出X-射线的.因此必定有一颗看不见的伴星在吸取它的质量,并加热到数百万度的高温,都能发出如此强烈的X-射线.仔细观测后发现,这颗蓝色恒星有5.6天的轨道摆动周期,说明的确有一颗伴星.而且这颗伴星与蓝色恒星的距离只有短短的300万千米.进一步的测量和计算显示,这颗看不见的伴星的质量是7倍太阳质量.到此为止,一切证据都显示,天鹅座X-1是一个黑洞! 这是人类发现的第一个黑洞. 候选的黑洞还有几个.如LMCX-3,它不在我们银河系,在银河系的一个卫星系--大麦哲伦星系中.它的光学伴星(我们能看到的)是一颗高温蓝色恒星,质量在4-8倍太阳质量之间.而看不见的伴星的质量是7-14倍太阳质量.再如A0620-00,在银河系以内,距离我们大约3000光年.与前一个不同的是,它的可见星是一颗比太阳小的恒星,而看不见的伴星的质量最少也有3.2倍太阳质量,最大可能质量可达7倍太阳质量. 黑洞就是这样的.参考资料:《黑洞》--作者:(法)约翰-彼埃尔·卢米涅
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黑洞是看不见的,但是科学家可以根据一些星体运动轨道的异常可以判断出有一个强引力的星体在它的附近但是又看不见,于是霍金提出了这是一种密度极大的星体, 光也不能逃逸。
通过无线电波{也就是光}照射后,它没有反射回来,而是被吸进去,证实了黑洞。你应该知道光是速度最快的物质。
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越详细越好&&&  黑洞是广义相对论预言的一种特殊的天体。其基本特征是有一个封闭的视界。任何东西,包括光在内,只要进入视界以内都会被吞噬掉。  黑洞的概念最早出现是1798年,当时拉普拉斯根据牛顿力学计算出,一个直径为太阳250倍而密度与地球一样的天体,其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体。1939年,奥本海默根据广义相对论证明一个无压球体在自身引力作用下能坍缩到引径rg。rg=2GM/(c*c)当天体的质量M大于临界质量Mc时,引力坍塌后就不可能达到任何的稳态,只能形成黑洞。黑洞只有三个特征量分别是质量M、角动量J和电荷Q。Q=0的黑洞为轴对称的克尔黑洞,J=Q=0时的黑洞为球对称的史瓦西黑洞。  1974年,霍金证明黑洞具有与其温度相对应的热辐射,称为黑洞的发射。黑洞的质量越大,温度越低,发射过程就越慢,反之亦然。  找寻黑洞是当代天文学的一个重要课题。银河系内的恒星级黑洞候选者有天鹅座X-1等。另外天文学家们还发现大星系的中心通常会隐匿着一个百万太阳质量以上的巨型黑洞。如在超巨星系M87的中心就很可能隐匿着质量达30亿个太阳的黑洞。而按照大爆炸学说,在宇宙形成早期可能会产生一些质量为10的15次方克的小黑洞。  “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,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。  我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。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,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(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。  参考资料:http://www.sxyz.net/zjc/zj/kpzs/282.htm
/art/twdg/cyztm/tc0011.htm  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  “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,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。  我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。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,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(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。  天文学家发现黑洞堪称宇宙&节能冠军&  美国天文学家利用美国宇航局的“钱德拉”X射线太空望远镜发现,星系中具有高密度旋转中心并能吸入附近任何物质的黑洞,利用能量的效率极高,堪称宇宙的“节能冠军”。这一发现表明,黑洞在宇宙中的角色比早先认为的更复杂。  科学家首次对太空中9个较为古老的黑洞所吸入的热气物质和喷射出的高速高能物质进行了测量,从而推算出了黑洞发动机的效率。这些黑洞处于比银河系更大的星系中,距我们有5000万至4亿光年的距离。研究人员之所以没有研究银河系中心的黑洞,是因为银河系不足够大,同时其中的气体也不足够多。  欧洲和美国天文学家借助太空望远镜在一个距地球7亿光年的星系中观测到了耀眼的X射线暴发。科学家相信,这是被位于该星系中央的黑洞所吞噬的一颗恒星发出的“临终呼叫”。这是科学家首次找到超大质量黑洞撕裂恒星的强有力的证据。  研究人员用一种简单的办法来测算黑洞的能量效率:他们先根据“钱德拉”望远镜观测的星系内层大小来计算黑洞能获得多少物质的能量,再根据炽热气团中的空洞大小来计算黑洞释放出多少能量。结果发现,黑洞释放的能量几乎接近于它所获得物质含有的能量。这就意味着,假如地球上有这样一辆高效率汽车,它就能利用1升汽油行驶4亿多公里。研究小组负责人、美国斯坦福大学科学家斯蒂芬?艾伦称,这些黑洞的效率比人类至今研制出的最有效的发动机效率还要高出25倍。  此外,研究人员还发现,黑洞喷发出的粒子流可以防止气团冷却收缩,形成新恒星。因此研究人员认为,黑洞有防止星系无限扩张的作用。(毛黎)  黑洞吐泡泡:黑洞吐出炽热的气体。  据Msnbc网站日报道,一部新的在线电影以影像的方式展现了两个宇宙黑洞是如何在碰撞后结合成为一个更大的旋转黑洞的。这个模拟试验是对相对论研究的“拉扎勒斯计划”的一部分,该模拟使物理学家们明白,当他们在搜寻重力波时,什么才是真正应该去寻找的。  这项研究是当今物理学寻求的重大突破方向之一,为此美国政府耗资3亿美元,建立了激光干涉重力波观测台(LIGO),并在路易斯安那州和华盛顿州设立了两个重力波探测器。对重力波的探测能够使物理学家确信甚至扩展爱因斯坦广义相对论的深奥原则。  成千上万的网民已经在Einstein@Home网站注册,帮助LIGO的科学家一同分析重力波的相关资料,譬如恒星爆炸和黑洞碰撞现象等。但是到目前为止科学家仍然不能确定黑洞撞击到底是什么样的,而这正是布朗斯维尔的德克萨斯大学“拉扎勒斯计划”所要探寻的。  3月24日的美国《物理综述通讯》刊发了一份描述“拉扎勒斯计划”模拟实验步骤的研究报告,与其链接的美国物理研究所的物理新闻图片网的短片,展示了两个黑洞如何旋转着合二为一,同时释放出大股的重力波。  研究报告的作者之一、德克萨斯大学的卡尔洛斯-罗斯特教授称,这份报告的重要性在于它给诸如LIGO那样的研究重力波的科学机构一个精确的预示,提前告知它们将观察到的现象。  正如《加州理工学院学报》所描述的,LIGO早已在重力波研究方面有所建树,并不断取得跳跃式的进步。本周,粒子物理学家杰-马尔克思被升为常务董事,成为该项目的负责人。如果你想多了解LIGO和它将要揭开的宇宙秘密,只要你的电脑装有Real Play播放软件,就可以欣赏这部长20分钟的记录片——“爱因斯坦的信使”。  据新华社东京2月18日电(记者钱铮)日本国立天文台日前宣布,该天文台的科学家最新观测结果表明,多数红外星系中心存在着超大黑洞。  多数普通星系的中心存在着质量为太阳100万到1000万倍的超大黑洞,黑洞急剧吞噬着星际物质,发出高能量辐射。对于这类星系,依靠X射线就可以观测到其中心存在超大黑洞的证据。但是,宇宙中还有一种在可见光波段看起来并不亮,而在红外波段却变得非常明亮的星系——红外星系。  这些星系中通常拥有大量气体和尘埃,使得观测非常困难,因此红外星系中是否也有超大黑洞,一直是个谜。  日本国立天文台发布的新闻公报说,探测红外星系中被遮盖的超大黑洞,使用波长3微米以上的红外线望远镜非常有效,因为这个波长的红外线不会被尘埃吸收。  科学家们使用架设在夏威夷的昴宿星团望远镜,对距离地球约20亿光年范围内的多个红外星系进行了观测。结果他们在多数红外星系中发现了超大黑洞存在的证据。本次研究成果已发表在最近出版的美国《天体物理学杂志》上。  银河系中心天区大视场图(中间最亮处就是超大质量黑洞所在之处)     从1997年开始,上海天文台沈志强研究员与美国国家射电天文台台长鲁国镛、美国加州理工学院的梁茂昌、美国哈佛史密松天体物理中心的贺曾朴和赵军辉等科学家,利用甚长底线干涉量(VLBI)技术,以位于北半球10个射电望远镜组成的联合观测阵列进行观测,每当展开测量时,这10个射电望远镜同时指向天空同一点,在同一频率上把同一电波源的电磁波,按严格约定的格式形成数据流并记录在磁带上。观测完成后,这些磁带被汇集进行数据处理。该方法使得不同望远镜接收到的电磁波可以叠加成像,从而使观测的精确度有了质的飞跃。  世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像成为黑洞存在的最佳证明。  人马座A*所在的银河系中心距太阳系约2.6万光年(1光年等于光在一年时间内穿越的空间距离,相当于10万亿公里),其发出的射电波信号虽然能穿透遮挡着可见光的尘埃,却要受到星际等离子体介质的散射影响,使得观测者得到一个比实际体积要大的人马座A*。在几年中,观测小组展开大量观测,并用新方法不断提高观测精度,使得无线电波的“视线”一步步接近该黑洞。后来,观测小组最终获得了世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像。天文学界对这个图像给予了很高的评价,认为这是目前天文学中可提供的最高空间分辨率,也是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域。  据沈志强研究员介绍,其实很早以前,理论物理学家就曾推测人马座A*为黑洞。过去30年间的观测数据分析表明,人马座A*处在周围恒星椭圆运动轨道的焦点上,据此可以计算出,人马座A*的质量约与40万个太阳相当。  这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小,且密度大得惊人。  根据天文学家卡尔史瓦西提供的公式,如果知道了一个天体的质量,就可以算出它体积小于多少时就会变成黑洞。例如,当地球缩成一个半径小于9毫米的小球时,就可变成黑洞。这个9毫米被称为地球的“史瓦西半径”。同理可以推算出,40万个太阳质量的人马座A*的史瓦西半径大约是1179万公里,差不多是1/13个天文单位(1个天文单位等于地球到太阳的距离)。  沈志强研究员接受采访时表示,这是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域,确实令人兴奋。通过观测,科学家们发现这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小,且密度也十分惊人,比现有的“候选黑洞”密度要大1万亿倍以上。这种大质量、小体积的特征基本排除了人马座A*是其他天体的可能性,这的确是目前为止黑洞存在的最佳证明。沈志强还向我们介绍,目前,世界各国科学家正联合在智利海拔5000米高的阿塔卡马沙漠里建造由64面直径12米的高精度天线组成的世界上最大、最灵敏、工作于毫米波段的射电望远镜阵ALMA,预计2010年左右可开始观测。这台望远镜的性能是哈勃太空望远镜的10倍,可以极大地提升在亚毫米波段上的观测威力,无疑会促进我们对银河系中心超大质量的观测研究。(朱翔)&&&&&今日推荐
&&&&&日版宠物情人2017的插曲,很带节奏感,日语的,女生唱的。
最后听见是在第8集的时候女主手割伤了,然后男主用嘴帮她吸了一下,插曲就出来了。
歌手:Def...老钟家的两个儿子很特别,就是跟其他的人不太一样,魔一般的执着。兄弟俩都到了要结婚的年龄了,不管自家老爹怎么磨破嘴皮子,兄弟俩说不娶就不娶,老父母为兄弟两操碎了心...把牛仔裤磨出有线的破洞
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  千年修...·&·&·&&&&&&黑洞是广义相对论预言的一种特殊的天体。其基本特征是有一个封闭的视界。任何东西,包括光在内,只要进入视界以内都会被吞噬掉。
黑洞的概念最早出现是1798年,当时拉普拉斯根据牛顿力学计算出,一个直径为太阳250倍而密度与地球一样的天体,其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体。1939年,奥本海默根据广义相对论证明一个无压球体在自身引力作用下能坍缩到引径rg。rg=2GM/(c*c)当天体的质量M大于临界质量Mc时,引力坍塌后就不可能达到任何的稳态,只能形成黑洞。黑洞只有三个特征量分别是质量M、角动量J和电荷Q。Q=0的黑洞为轴对称的克尔黑洞,J=Q=0时的黑洞为球对称的史瓦西黑洞。
1974年,霍金证明黑洞具有与其温度相对应的热辐射,称为黑洞的发射。黑洞的质量越大,温度越低,发射过程就越慢,反之亦然。
找寻黑洞是当代天文学的一个重要课题。银河系内的恒星级黑洞候选者有天鹅座X-1等。另外天文学家们还发现大星系的中心通常会隐匿着一个百万太阳质量以上的巨型黑洞。如在超巨星系M87的中心就很可能隐匿着质量达30亿个太阳的黑洞。而按照大爆炸学说,在宇宙形成早期可能会产生一些质量为10的15次方克的小黑洞。
“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,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。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。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,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(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。
参考资料:http://www.sxyz.net/zjc/zj/kpzs/282.htm
/art/twdg/cyztm/tc0011.htm
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
“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,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。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。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,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(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。
天文学家发现黑洞堪称宇宙&节能冠军&
美国天文学家利用美国宇航局的“钱德拉”X射线太空望远镜发现,星系中具有高密度旋转中心并能吸入附近任何物质的黑洞,利用能量的效率极高,堪称宇宙的“节能冠军”。这一发现表明,黑洞在宇宙中的角色比早先认为的更复杂。
科学家首次对太空中9个较为古老的黑洞所吸入的热气物质和喷射出的高速高能物质进行了测量,从而推算出了黑洞发动机的效率。这些黑洞处于比银河系更大的星系中,距我们有5000万至4亿光年的距离。研究人员之所以没有研究银河系中心的黑洞,是因为银河系不足够大,同时其中的气体也不足够多。
欧洲和美国天文学家借助太空望远镜在一个距地球7亿光年的星系中观测到了耀眼的X射线暴发。科学家相信,这是被位于该星系中央的黑洞所吞噬的一颗恒星发出的“临终呼叫”。这是科学家首次找到超大质量黑洞撕裂恒星的强有力的证据。
研究人员用一种简单的办法来测算黑洞的能量效率:他们先根据“钱德拉”望远镜观测的星系内层大小来计算黑洞能获得多少物质的能量,再根据炽热气团中的空洞大小来计算黑洞释放出多少能量。结果发现,黑洞释放的能量几乎接近于它所获得物质含有的能量。这就意味着,假如地球上有这样一辆高效率汽车,它就能利用1升汽油行驶4亿多公里。研究小组负责人、美国斯坦福大学科学家斯蒂芬?艾伦称,这些黑洞的效率比人类至今研制出的最有效的发动机效率还要高出25倍。
此外,研究人员还发现,黑洞喷发出的粒子流可以防止气团冷却收缩,形成新恒星。因此研究人员认为,黑洞有防止星系无限扩张的作用。(毛黎)
黑洞吐泡泡:黑洞吐出炽热的气体。
据Msnbc网站日报道,一部新的在线电影以影像的方式展现了两个宇宙黑洞是如何在碰撞后结合成为一个更大的旋转黑洞的。这个模拟试验是对相对论研究的“拉扎勒斯计划”的一部分,该模拟使物理学家们明白,当他们在搜寻重力波时,什么才是真正应该去寻找的。
这项研究是当今物理学寻求的重大突破方向之一,为此美国政府耗资3亿美元,建立了激光干涉重力波观测台(LIGO),并在路易斯安那州和华盛顿州设立了两个重力波探测器。对重力波的探测能够使物理学家确信甚至扩展爱因斯坦广义相对论的深奥原则。
成千上万的网民已经在Einstein@Home网站注册,帮助LIGO的科学家一同分析重力波的相关资料,譬如恒星爆炸和黑洞碰撞现象等。但是到目前为止科学家仍然不能确定黑洞撞击到底是什么样的,而这正是布朗斯维尔的德克萨斯大学“拉扎勒斯计划”所要探寻的。
3月24日的美国《物理综述通讯》刊发了一份描述“拉扎勒斯计划”模拟实验步骤的研究报告,与其链接的美国物理研究所的物理新闻图片网的短片,展示了两个黑洞如何旋转着合二为一,同时释放出大股的重力波。
研究报告的作者之一、德克萨斯大学的卡尔洛斯-罗斯特教授称,这份报告的重要性在于它给诸如LIGO那样的研究重力波的科学机构一个精确的预示,提前告知它们将观察到的现象。
正如《加州理工学院学报》所描述的,LIGO早已在重力波研究方面有所建树,并不断取得跳跃式的进步。本周,粒子物理学家杰-马尔克思被升为常务董事,成为该项目的负责人。如果你想多了解LIGO和它将要揭开的宇宙秘密,只要你的电脑装有Real Play播放软件,就可以欣赏这部长20分钟的记录片——“爱因斯坦的信使”。
据新华社东京2月18日电(记者钱铮)日本国立天文台日前宣布,该天文台的科学家最新观测结果表明,多数红外星系中心存在着超大黑洞。
多数普通星系的中心存在着质量为太阳100万到1000万倍的超大黑洞,黑洞急剧吞噬着星际物质,发出高能量辐射。对于这类星系,依靠X射线就可以观测到其中心存在超大黑洞的证据。但是,宇宙中还有一种在可见光波段看起来并不亮,而在红外波段却变得非常明亮的星系——红外星系。
这些星系中通常拥有大量气体和尘埃,使得观测非常困难,因此红外星系中是否也有超大黑洞,一直是个谜。
日本国立天文台发布的新闻公报说,探测红外星系中被遮盖的超大黑洞,使用波长3微米以上的红外线望远镜非常有效,因为这个波长的红外线不会被尘埃吸收。
科学家们使用架设在夏威夷的昴宿星团望远镜,对距离地球约20亿光年范围内的多个红外星系进行了观测。结果他们在多数红外星系中发现了超大黑洞存在的证据。本次研究成果已发表在最近出版的美国《天体物理学杂志》上。
银河系中心天区大视场图(中间最亮处就是超大质量黑洞所在之处)
从1997年开始,上海天文台沈志强研究员与美国国家射电天文台台长鲁国镛、美国加州理工学院的梁茂昌、美国哈佛史密松天体物理中心的贺曾朴和赵军辉等科学家,利用甚长底线干涉量(VLBI)技术,以位于北半球10个射电望远镜组成的联合观测阵列进行观测,每当展开测量时,这10个射电望远镜同时指向天空同一点,在同一频率上把同一电波源的电磁波,按严格约定的格式形成数据流并记录在磁带上。观测完成后,这些磁带被汇集进行数据处理。该方法使得不同望远镜接收到的电磁波可以叠加成像,从而使观测的精确度有了质的飞跃。
世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像成为黑洞存在的最佳证明。
人马座A*所在的银河系中心距太阳系约2.6万光年(1光年等于光在一年时间内穿越的空间距离,相当于10万亿公里),其发出的射电波信号虽然能穿透遮挡着可见光的尘埃,却要受到星际等离子体介质的散射影响,使得观测者得到一个比实际体积要大的人马座A*。在几年中,观测小组展开大量观测,并用新方法不断提高观测精度,使得无线电波的“视线”一步步接近该黑洞。后来,观测小组最终获得了世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像。天文学界对这个图像给予了很高的评价,认为这是目前天文学中可提供的最高空间分辨率,也是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域。
据沈志强研究员介绍,其实很早以前,理论物理学家就曾推测人马座A*为黑洞。过去30年间的观测数据分析表明,人马座A*处在周围恒星椭圆运动轨道的焦点上,据此可以计算出,人马座A*的质量约与40万个太阳相当。
这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小,且密度大得惊人。
根据天文学家卡尔史瓦西提供的公式,如果知道了一个天体的质量,就可以算出它体积小于多少时就会变成黑洞。例如,当地球缩成一个半径小于9毫米的小球时,就可变成黑洞。这个9毫米被称为地球的“史瓦西半径”。同理可以推算出,40万个太阳质量的人马座A*的史瓦西半径大约是1179万公里,差不多是1/13个天文单位(1个天文单位等于地球到太阳的距离)。
沈志强研究员接受采访时表示,这是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域,确实令人兴奋。通过观测,科学家们发现这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小,且密度也十分惊人,比现有的“候选黑洞”密度要大1万亿倍以上。这种大质量、小体积的特征基本排除了人马座A*是其他天体的可能性,这的确是目前为止黑洞存在的最佳证明。沈志强还向我们介绍,目前,世界各国科学家正联合在智利海拔5000米高的阿塔卡马沙漠里建造由64面直径12米的高精度天线组成的世界上最大、最灵敏、工作于毫米波段的射电望远镜阵ALMA,预计2010年左右可开始观测。这台望远镜的性能是哈勃太空望远镜的10倍,可以极大地提升在亚毫米波段上的观测威力,无疑会促进我们对银河系中心超大质量的观测研究。(朱翔)&&&&&  免责声明:本文仅代表作者个人观点,与王朝网络无关。王朝网络登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述,其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。&&&&&&为你推荐&&&&&&转载本文&UBB代码&HTML代码复制到剪贴板...&更多内容··········&&&&&&&&&频道精选&&&王朝女性&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&王朝分栏&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&王朝编程&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&王朝导购&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&|&王朝其他&&|&&|&&|&&|&&|&&|&&&&2005-&&版权所有&}

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