什么是黑洞?它们如何形成和演化?
黑洞是一种极端的天体,它具有极高的密度和强大的引力场,吸收了周围的物质。黑洞通常被描述为一个没有质量、半径极小、密度无限大、引力极强的点。
一个黑洞的形成,需要通过恒星的演化过程。当一个超大质量的恒星耗尽了核心内部的氢燃料后,就会塌缩并释放出热能,这个阶段被称为红巨星。然后,恒星会继续降低其余燃料的压力和温度,开始产生更重的元素,最后在核心极端压缩和高温下坍塌形成一个核心残留物。
如果核心残留物重量足够大,由于极端重力作用,它将无法抵抗自身重力而发生彻底坍塌,最终变成一个黑洞。黑洞会不断地吞噬周围的物质,使得它的质量和吸引力不断增加。因此,它们可能越来越大、越来越强大,直到它们成为我们观测宇宙中最亮的天体。
黑洞演化的过程非常缓慢,并取决于其周围环境的物质密度和速度等因素。当两个黑洞相遇时,它们也可能合并成更大的黑洞。此外,质量很小的黑洞可能随着时间的推移逐渐蒸发。总之,黑洞是宇宙中最神秘和令人着迷的天体之一,对于科学家来说依旧存在许多未知之处需要进一步探索研究。
一提起古人对于宇宙的认识,我们不由自主的便会认为古人的宇宙观是“天圆地方”。其实这是一种刻板印象,古人对于宇宙的认识是非常先进与丰富的,甚至与西方近代以来的天文学相比也显得毫不逊色。
如果对中国古代的天文学有过基本了解,就会发现中国古代的天文学其实是非常发达的。查阅文献,我们发现中国古代的宇宙观主要有三种,即盖天说、浑天说和宣夜说。我们不妨一一走进这三种天体观,深入了解其对于天地的看法与古人的智慧。
一, 天圆地方:
二, 浑天说:
浑天说的基本观点认为天上的恒星都布于一个“天球”之上,而日月星辰都附着于天球之上,不停的运转着。从这点来说,无疑与现代球体天文学相近。
三、 宣夜说:天了无质
从前面两种天文观点来看,无论是盖天说还是浑天说,都将天体看成一个球体,即一种实体的观念。与这两种观念相比,宣夜说无疑是一场思想革命。宣夜说认为“ 日月众星,自然浮生于虚空之中 ,其行其止,皆须气焉。”即整个天体漂浮于气体之中。 其实,宣夜说的观点起源极早,如《庄子·逍遥游》认为“天之苍苍其正色邪?其远而无所至极邪?”即整个天地是由于气构成的,并且是无限的。后来的宋钘、尹文继承了庄子的元气观念,将世界万物的本源追溯到“元气”。后来的名家著名代表人物惠子则提出中国哲学史上有名的“历物十事”,其中一个观点就是“至大无外,谓之大一;至小无内,谓之小一。”这种关于宇宙既无限大又无限小的观点成为宣夜说的思想奠基。
讲述完古人对宇宙的看法,那现代人对宇宙的看法又有什么不同呢?
21世纪来临了,世纪更替,千年狂欢,但人们并没有忘记那些长期困扰人类的疑问。人们渴望通过找寻这些问题的答案来更多地了解大自然。宇宙是永恒不变的吗宇宙有多大宇宙是什么时候诞生的宇宙中的物质是怎么来的关于宇宙的疑问太多了,人们从远古时代就提出了许多诸如此类的问题。
当人类第一次仰望苍穹,看到了广阔无垠的天空和闪闪发光的星星,不禁想知道这一切究竟是怎样产生的。各个民族、各个时代都有种种关于宇宙形成的传说。不过那都是建立在想想和幻想基础上的优美的神话故事。
在今天,科学技术的日益发展,使人类有了强大的认识自然的工具,但关于宇宙的成因却还没有定论,还处在假说阶段。人们总结了一下,大致有以下几种假说。
第一种假说是“ 宇宙永恒论 ”。这种假说认为,宇宙并不是动荡不定的,宇宙中的星体、星体的数目和分布以及它们的空间运动从开天辟地时开始,就一直处于一种稳定状态,宇宙是永恒的。持这种假说的天文学者把宇宙中的物质分门别类,分成了恒星、小行星、陨石、宇宙尘埃星云、射电源、脉冲星、类星体、星际介质等几大类,认为在大尺度范围内,这些物质处于一种力和物质的平衡状态。也就是说,一些星体在某处湮灭了,另一些新的星体一定会在另一处产生。宇宙在整体范围内是稳定的,即使发生了变化,也只是局部的变化。
第二种假说是“ 宇宙分层论 ”,这一观点认为宇宙的结构是分层次的,恒星是一个层次,恒星集合组成星系是一个层次,若干个星系结合在一起组成的星系团是一个层次,一些星系团再组成超星系,成为一个更高的层次。
第三种假说就是到目前为止许多科学家都比较赞同的“宇宙大爆炸”理论。这一观点是由美国著名天体物理学家加莫夫和弗里德曼提出来的。他们认为, 大约在200亿年以前,我们今天所看到的天体的物质都集中在一起,形成一个密度极大、温度高达100亿度的原始火。球。这个时期的天空中,到处充满了辐射,恒星和星系并不存在。后来因为某种未知的原因,这个原始火球发生了大爆炸,组成火球的物质被喷发到四面八方,并逐渐冷却下来,密度也开始降低。爆炸发生2秒钟之后,质子和中子在100亿度的高温下产生了,随后的11分钟之内,自由中子衰变,进而形成了重元素的原子核。大约1万年以后,氢原子和原子产生。在这1万年的时间里,散落在空间中的物质开始在局部联合,这些物质凝聚成了星云、星系的恒星 。大部分气体在星云的发展中变成了星体,因受星体引力的作用,其中一部分物质变成了星际介质。
此后,科学家建造了太空望远镜,并以“哈勃”命名,希望能够借它来确定哈勃常数。哈勃常数是以“哈勃”命名的宇宙膨胀率,多年以来成为宇宙中最为重要的数字。哈勃常数的物理意义就是星体互相抛离的速度和距离之比。常数数值越大,表示宇宙扩张到今天的大小所需的时间就越短,宇宙就越年轻。它与宇宙现在的年龄有关,不但涉及宇宙的过去,还将决定宇宙的未来。宇宙有一个开始,是否一定会有一个结束宇宙产生于“无”,是否最后的归宿也是“无”呢
从一开始,人们就围绕哈勃常数展开了激烈的争论。按照哈勃本人测得的数值可以推算出宙的年龄约为20亿岁,但是地球就有40亿岁,这显然是不可能的。很显然,宇宙应该比在它其中的星球诞生得更早。科学家们自20世纪70年代开始,不断地采用各种手段测算哈勃常数,并得出了不同的结果。但是人们从这些数值出发,推算出的宇宙年龄却是大相径庭的。科学家们一方面围绕着哈勃常数展开喋喋不休的争论,而另一方面,科学家们对某些星体年龄的测定却更为准确。现阶段,天文学家们已经测知,银河系中一些最古老的星系的年龄约为160亿岁。按这样推测,大爆炸只能在160亿年以前发生,而根据科学家们最近用哈勃望远镜得到的一些观测结果分析,推算出宇宙的年龄约为120亿岁。这个结论证明:宇宙确实比存在于它其中的古老星系更年轻。如果测算结果是正确的,那么只能说明原先的假设出现了错误,宇宙可能不是从爆炸中诞生的。
宇宙的年纪这么“小”,再度让自己的身世在人们眼中变得神秘起来。1999年9月,印度著名天文学家纳尔利卡尔等人对大爆炸理论发起挑战,并提出了一种新的宇宙起源理论。他们把自己的研究成果命名为“亚稳状态宇宙论”,这是纳尔利卡尔和另外3名科学家共同提出的新概念中最重要的观点。他们认为,宇宙不是由一次大爆炸形成的,而是由若干次小规模爆炸共同形成的。这种新理论认为,宇宙在最初的时候是一个巨大的能量库,被称为“创物场”,而大爆炸理论所描述的是没有时间和空间的起点。在这个能量场中,接二连三的爆炸逐渐形成了宇宙的雏形。此后小规模的爆炸还在不断地发生,导致局部空间的膨胀,局部膨胀时快时慢,综合在一起便形成了整个宇宙范围的膨胀。以前,人们认为宇宙在时间上是无始无终的,在空间上是无穷无尽的,是无限的。后来在观测中人们发现宇宙仍在膨胀,但速度却慢了下来,这就形成了一个全新的宇宙有限观,这一观点几乎将宇宙无限的旧观念完全代替了。宇宙学家根据观测,推算宇宙在超空期中的一个小点上爆炸,先膨胀再收缩,到最后死亡消散,大约要经过800亿年。 现在大约只过了160亿年,宇宙间的一切在以后的600亿年中将逐渐向中心一点集拢,当时空都到了尽头,宇宙也就不复存在了。就像超巨星在热核燃烧净尽,引力崩溃,所有物质瞬间向中心收缩,形成我们至今仍不可见的黑洞一样,成为存在而不可见的超物质,也许这就是宇宙死亡的模型。
黑洞是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。
1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解,这个解表明,如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值,其周围会产生奇异的现象,即存在一个界面——“视界”,一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。
这个定值称作史瓦西半径,这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。
人类早年对黑洞的探索
1970年,美国的“自由”号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座X-1,位于天鹅座X-1上的是一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球,该星球被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞,它就是人类发现的第一个黑洞。
1928年,萨拉玛尼安·钱德拉塞卡(天体物理学家)到英国剑桥跟英国天文学家阿瑟·爱丁顿爵士(一位宣讲相对论的物理家)学习。钱德拉塞卡意识到,泡利不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。
这意味着,恒星变得足够紧致之时,由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。钱德拉塞卡计算出;一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。前苏联科学家列夫·达维多维奇·兰道几乎在同时也发现了类似的结论。
黑洞到底是什么?-搜狗问问
黑洞就是一颗恒星在‘爆发’后的残骸至少比太阳大2倍时,黑洞就形成了。
在恒星生命剩下的10%里,它会逐渐变的更热(就会释放出更多的能量来)。由于自身的质量过大,就会产生很大的引力来;因此恒星只有靠自身的核聚变来产生能量用来平衡它自身的引力。但是在自身的能量用完后,自身的引力就成主导的力量,又没有什么力与它相抗衡就导致了这类恒星本身的崩溃,产生更为彻底的坍缩(当恒星质量比较小时,坍缩就没有那么彻底。像太阳那样大小的恒星只会成为一颗白矮星,而当残骸的质量有太阳的144倍以上的就会变成中子星),从而变成一个重力和引力无限大的点。任何物质都将被吸进去。
又由于本身引力很大,甚至连宇宙中最快的光都不逃脱不了。所以,光不被反射,我们就看不到了。因此,就叫做黑洞。
像黑洞这种暗物质,在宇宙大概占了总质量的90%。它们包括白矮星/黑矮星(就是白矮星完全冷却,但是这大概需要大约1亿年的时间)/中子星/黑洞/宇宙弦(它就是宇宙空间中的褶皱,科学家估计那里没有任何生命)等
暗物质的作用很大,它能够依附在星系或星系团。从而来控制宇宙的扩张的速度。如果暗物质超过99%的话,所以的物质都将重新会到一点。因此,暗物质又称宇宙胶。
当你掉入黑洞,可能由于时空扭曲的力——在某一 方面将把你压扁,又从另外的一些方向你伸长,直到你看起来像意大利面条。但是,在里面到底会发生什么。目前的物理界一无所知。
如果想要更加的简单的去理解的话,我们可以把宇宙想象成一条床单,并且由四个人拉紧其四边,而恒星就是一颗保龄球,当把这颗保龄球放在该床单上时,床单就会塌陷下来,但还不足以使床单过分的向下塌陷。接着你想象一下,这个保龄球变成如米粒大小的体积而原本的质量并没有变化,如果床单足够的韧性的话,那颗‘球’就会开始过分的向下塌陷,当你在上面不关放置上什么东西都会朝那颗米粒形成的塌陷窝运动,这就是为什么黑洞的会吸引任何东西。
当然了,用这个比喻不够形象,不过大概的意思就上这个了!!
按照爱因斯坦的说法,黑洞之所以会吸引任何物质的原因,并不是因为它有很大的引力,而是黑洞使得空间塌陷的很严重,只要在黑洞的一定范围内都会由于塌陷窝的原因,而朝黑洞运动。
黑洞简单的说仅仅是恒星的一种特殊形式。既我们常说的死亡后的残骸。
黑洞是永恒的吗?它到底是什么东西?恒星都不是永恒的,那么黑洞
黑洞并不能一直存在,因为他会在吸收能量的同时释放能量,致使黑洞慢慢消失黑洞有引力并不奇怪,因为万物都有引力,只不过黑洞的质量大一点而已,只要有质量的物体都有引力,黑洞是一个恒星坍缩形成的,恒星有引力而黑洞的密度比恒星大多了,引力顶比恒星大多了、 追问:那么 黑洞 是一个洞呢,还是一个物体呢?黑洞是因为 超新星爆炸 ,由于重力原因形成的,那么是左右重量物质的 体~那么黑洞应该就是一个物 质体 ,所有经过他身边的东西都会因为重力原因吸过去,最终被泯灭掉~是这样吗?还有就是没个大星系最中心是一个超大的黑洞,好比我们的银河系,一次来维持着银河系的形状,那么这个超大的黑洞也是一个恒星演变过来的吗?回答:黑洞 的巨大引力是会使所有东西吸过去,它并不是一个洞,而是一个谁也说不好的天体,因为它会使物体吸入从而吸取他们的能量,但它也会 辐射能量 ,这种能量会以X射线的形式返还宇宙,追问:谢谢你的回答,我再问你最后一个问题,我们知道,宇宙 从诞生到现在一直像吹气球一样在不断的膨胀,那么宇宙的中心在哪呢,宇宙的边界是什么样子呢?宇宙是原的还是方的?宇宙最后会像气球一样爆炸吗?宇宙如果有边界,那么宇宙外边是什么呢?是另外的宇宙吗?想想真是不可思议~回答:没有人知道 宇宙 的中心在那里,宇宙模型 有很多,支持最多的是 椭圆形 ,有水中气泡模型等等没有一个人听说过谁从地球上掉下去,没有一个人听说过地球有边界所以宇宙当然也没边界再说,如果宇宙像一个马鞍面那样向远处无限延伸,人们就会遇到在无限远处如何指定 边界条件 的问题如果宇宙在虚时间里的所有历史是像地球表面的闭合面,人们就根本不用指定边界条件例如地球是一个 球体 ,就没人说他有边界宇宙是在膨胀的,有 哈勃 公式和 多普勒效应 可以得知,到她会不会爆炸就说不好了,因为宇宙中有些物质会使宇宙坍缩,不过目前来说还是膨胀大于探索的,追问:你说的是 反物质 回答:不是,反物质是指原子中的电子是带正电的,我说的是一种 暗能量。
黑洞到底是什么?
“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。
什么是黑洞黑洞是怎样运行的
黑洞是一种引力极强的天体,就连光也不能逃脱当恒星的史瓦西半径小到一定程度时,就连垂直表面发射的光都无法逃逸了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”就再不能逃出由于黑洞中的光无法逃逸,所以我们无法直接观测到黑洞然而,可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在黑洞引申义为无法摆脱的境遇吸积 黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的,这一过程被称为吸积高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘当吸积气体接近中央黑洞时,它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动吸积是天体物理中最普遍的过程之一,而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系即使到了今天,恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体而形成的行星(包括地球)也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的但是当中央天体是一个黑洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面然而黑洞并不是什么都吸收的,它也往外边散发质子蒸发 由于黑洞的密度极大,根据公式我们可以知道密度=质量/体积,为了 黑洞喷射物不断变亮让黑洞密度无限大,那就说明黑洞的体积要无限小,然后质量要无限大,这样才能成为黑洞黑洞是由一些恒星“灭亡”后所形成的死星,他的质量极大,体积极小但黑洞也有灭亡的那天,按照霍金的理论,把量子理论中的海森堡测不准原理和黑洞结合起来,假设某一粒子在黑洞中高速运动,测不准原理讲一个微观粒子的动量和位置不可能同时具有确定的数值,其中一个量越确定,另一个量的不确定程度就越大黑洞相对于微观粒子体积非常大,故其位置不会被很好的定义,因此,其动量定义较准毁灭 黑洞会发出耀眼的光芒,体积会缩小,甚至会爆炸当英国物理学家史迪芬·霍金于1974年做此预言时,整个科学界为之震动霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃,他结合了广义相对论和量子理论他发现黑洞周围的引力场释放出能量,同时消耗黑洞的能量和质量假设一对粒子会在任何时刻、任何地点被创生,被创生的粒子就是正粒子与反粒子,而如果这一创生过程发生在黑洞附近的话就会有两种情况发生:两粒子湮灭、一个粒子被吸入黑洞“一个粒子被吸入黑洞”这一情况:在黑洞附近创生的一对粒子其中一个反粒子会被吸入黑洞,而正粒子会逃逸,由于能量不能凭空创生,我们设反粒子携带负能量,正粒子携带正能量,而反粒子的所有运动过程可以视为是一个正粒子的为之相反的运动过程,如一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子从黑洞逃逸这一情况就是一个携带着从黑洞里来的正能量的粒子逃逸了,即黑洞的总能量少了,而爱因斯坦的公式E=mc^2表明,能量的损失会导致质量的损失当黑洞的质量越来越小时,它的温度会越来越高这样,当黑洞损失质量时,它的温度和发射率增加,因而它的质量损失得更快这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计,因为大黑洞辐射的比较慢,而小黑洞则以极高的速度辐射能量,直到黑洞的爆炸。
黑洞形成的原理到底是怎么回事儿呢?
黑洞的形成是由超大质量恒星死亡时所形成的,恒星的强大引力与内核核聚变的能量压力相互作用,力量平行,所以就能维持一颗恒星的稳定,但当一颗恒星的内核聚变到铁这种元素时,由于铁是非常稳定的,不产生任何能量,却会吸取能量,那恒星内核的能量就会减少,压力也会变小,这样强大的引力就会战胜压力,引力向内压缩内核,在一毫秒的时间,内核就会塌陷,引力就会不断的挤压内核,连原子也压得成粉碎,不会留任何的空间,直到把内核压缩成其体积的亿分之一,那就是一个新诞生的黑洞了,黑洞诞生起,它会不断的吸食恒星的其它部分,每秒钟可吸入几亿吨物质,这样就会超过了其负荷,那黑洞就会把其它物质以光的速度,从恒星的两边喷出,形成了两道以不同方向的光线飞向宇宙,这就是伽玛射线了,同时恒生也会爆炸,这样,黑洞就形成了,比如:把太阳压缩成一座城市大小,这就是黑洞了,。
宇宙中所指的黑洞是什么?宇宙中的黑洞很神秘,黑洞是什么呢?-作
“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!。
为什么宇宙会出现黑洞呢?黑洞是什么?黑洞离地球有多远?
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力的作用下迅速地收缩,塌陷,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体,同时也压缩了内部的空间和时间但在黑洞[3]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由于高质量而产生的力量,使得 黑洞任何靠近它的物体都会被它吸进去黑洞开始吞噬恒星的外壳,但黑洞并不能吞噬如此多的物质,黑洞会释放一部分物质,射出两道纯能量——伽马射线 也可以简单理通常恒星的最初只含氢元素,恒星内部的氢原子时刻相互碰撞,发生聚变由于恒星质量很大,聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡,以维持恒星结构的稳定由于聚变,氢原子内部结构最终发生改变,破裂并组成新的元素——氦元素接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素如此类推,按照元素周期表的顺序,会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成直至铁元素生成,该恒星便会坍塌这是由于铁元素相当稳定不能参与聚变,而铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡,从而引发恒星坍塌,最终形成黑洞说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,就再不能逃出跟白矮星和中子星一样,黑洞可能也是由质量大于太阳质量好几倍以上的恒星演化而来的 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,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”诞生了。
黑洞里面到底是什么?
黑洞就是一颗至少比太阳大10倍的恒星,在它生命剩下的10%里,它会逐渐变的更热(就会释放出更多的能量来)。由于自身的质量过大,就会产生很大的引力来;因此恒星只有靠自身的核聚变来产生能量用来平衡它自身的引力。但是在自身的能量用完后,自身的引力就成主导的力量,又没有什么力与它相抗衡就导致了这类恒星本身的崩溃,产生更为彻底的坍缩(当恒星质量比较小时,坍缩就没有那么彻底。像太阳那样大小的恒星只会成为一颗白矮星,大到8倍以上的就会变成中子星),从而变成一个重力和引力无限大的点。任何物质都将被吸进去。
又由于本身引力很大,甚至连宇宙中最快的光都不逃脱不了。所以,光不被反射,我们就看不到了。因此,就叫做黑洞。
像黑洞这种暗物质,在宇宙大概占了总质量的90%。它们包括白矮星/黑矮星(就是白矮星完全冷却,但是这大概需要大约1亿年的时间)/中子星/黑洞/宇宙弦(它就是宇宙空间中的褶皱,科学家估计那里没有任何生命)等
暗物质的作用很大,它能够依附在星系或星系团。从而来控制宇宙的扩张的速度。如果暗物质超过99%的话,所以的物质都将重新会到一点。因此,暗物质又称宇宙胶。
当你掉入黑洞,可能由于时空扭曲的力——在某一 方面将把你压扁,又从另外的一些方向你伸长,直到你看起来像意大利面条。但是,在里面到底会发生什么。目前的物理界一无所知。
至于它的形状,你可以根据黑洞的的自身特点来判别,当黑洞还是一颗恒星时,它坍缩的最大力是在中心,因为中心所承受的力是最大的,依次向外展开,所以黑洞的形状很可能是一个呈漏斗装的天体。但是黑洞之所以会呈现出漏斗是因为它的主体,也就是本身物质,它因为本身的大质量小体积而产生出强大的引力使得时空扭曲,所以看起来就像是一个漏斗。
什么是黑洞?它们如何形成和演化?
本文2023-10-29 20:32:22发表“古籍资讯”栏目。
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