黑洞,一个神秘的世界,吸引人类不断探索它

科技流光

发布时间: 18-07-3001:13

黑洞(Black hole)是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种超高密度天体,由于类似热力学上完全不反射光线的黑体,故名为黑洞。黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后,发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,它产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界(临界点)内,便再无力逃脱,甚至传播速度最快的光(电磁波)也逃逸不出。黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出紫外线和X射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行黑洞轨迹,来取得位置以及质量。

物理特征

黑洞只有三个物理量可以测量到:质量、电荷、角动量。也就是说:对于一个黑洞,一旦这三个物理量确定下来了,这个黑洞的特性也就唯一地确定了,这称为黑洞的无毛定理,或称作黑洞的唯一性定理。但是这个定理却只是限制了经典理论,没有否认可能有其他量子荷的存在,所以黑洞可以和大域单极或是宇宙弦共同存在,而带有大域量子荷。

形成理论

任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。宇宙星体所产生的引力场(和星体的质量及密度有关)越大,从其表面逃逸所需的极限速度就越大。如果这个引力场大到某个极限,使以光速运动的物体也不能挣脱它的束缚而逃逸,那么人们将无法观察到这个星体,仅能感受到它的引力效应。巨大黑洞质量可能是太阳的几十万、几百万或几千万倍 。由于他质量无穷大,使得其他物体能脱离他的速度也需要很大。这个逃逸速度如果超过了光速,光也会被吸纳。所以,光逃离不了。人们也就看不到黑洞。

宇宙黑洞

美国天文学家发现了一个源自127亿年前的黑洞,不过这个黑洞距离地球非常遥远,它是在宇宙大爆炸之后的1亿年形成的。但是令所有科学家迷惑的是,是什么力量让这个宇宙黑洞在这么“短”的时间内就形成了这么大质量的黑洞的?这个宇宙黑洞是目前全世界发现的最古老的,已经有天文科学家把它命名为了Q0906+6930,它的质量几乎达到了整个银河系下的恒星质量之和,而它的容量几乎可以装下1000个太阳系。这个黑洞仅仅比宇宙晚形成那么几亿年“而已”,像它这样大容量的黑洞,又这么的古老,真的非常罕见。

宇宙黑洞只是一个模糊的概念,它既看不到也摸不到,只能通过X射线和伽马射线来确定它的存在和测量它的体积和质量。但是对于这个宇宙黑洞的数据都是估量值,现在已经有一些天文专家准备利用它周围的天体的X射线和伽玛射线来精确测量它的精确数据。类似天体白洞是广义相对论所预言的一种与黑洞相反的特殊天体。和黑洞类似,白洞也有一个封闭的边界,聚集在白洞内部的物质,只能经边界向外运动,而不能反向运动,就是说白洞只向外部输出物质和能量。白洞是一个强引力源,能把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。但白洞还是一种理论模型,尚未被观测所证实。

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