宇宙有穿越时空宇宙探秘的黑洞这是真的吗?黑洞是什么?

宇宙黑洞中隐藏超级智慧生物
据英国媒体报道,宇宙黑洞是人类科学家认为最神秘的天体之一,它们无情的吞噬着周围的一切物质,甚至连光都不放过。而更有科学家大胆猜测,再这样神秘的黑洞之中,是否存在着远超过人类文明的更高级智慧生物存在。为了验证这一答案,科学家们一直在对黑洞进行深入研究。
然而,也有科学家对此提出质疑,称任何事物都无法脱离黑洞巨大的引力,因此无法判断这一理论是否正确。
黑洞可能存在生命
时空在此稳定,尽管超大质量黑洞被认为是太空中最具破坏性的存在,完全不适宜生命居住,但生命体仍有可能存在于超大质量黑洞之中。道库恰耶夫表示,如果真有生命存活于超大质量黑洞中,它们将进化成为星系中最先进的文明。
道库恰耶夫提出了某些黑洞类型的可能性。他说,在一个带电旋转的黑洞内部,某些区域的光子能在稳定的周期轨道上存活。也就是说,尽管黑洞破坏性无比强大,但是它的内部环境却适合生命存在。
他近期在康奈尔大学在线期刊上发表了一份研究报告,报告指出,如果黑洞中存在适合光子的稳定轨道,那么将有可能存在行星的稳定运行轨道。但这种稳定的轨道仅存在于跨越黑洞表面的临界点,进入黑洞表面则出现时间和空间的逆转。
超越黑洞表面还有另外一个领域,叫做“柯西表面”,在这里时间和空间处于稳定状态。在“柯西表面”可能存在生命体,但它们的进化和生存状况与人类完全不一样,它们能够承受巨大的潮汐引力波动。
文明程度远胜人类
外界无法观测,道库恰耶夫分析说,超大质量黑洞非常强大的引力足以吸收周围一切物质,包括光,所有经过黑洞“视界”的物质都不再存在。
道库恰耶夫认为,黑洞中很有可能存在外星生命,它们的文明程度已经远胜人类,属于三级卡尔达肖夫指数的智慧文明,从黑洞外部根本无法观测到。
然而,也有科学家指出,虽然道库恰耶夫提出的是一个令人兴奋的观点,但该观点目前仅停留在理论阶段。由于超大质量黑洞具有巨大的引力,任何事物都无法脱离黑洞,无法判断这一观点是否正确。
卡尔达肖夫指数:它共有三个等级,一级卡尔达肖夫指数文明是指可以控制利用一个星球;二级是指可以控制利用一个恒星;三级是指可以控制利用一个星系。
科学家已经在仙女座大星系着更多的“宇宙陷阱”。大多数星系中央都拥有超大质量黑洞,它们就如同星系的“马达”,通过强大的引力场控制着整个星系,并以一定的速度旋转。超大质量黑洞较为容易被发现,而恒星级黑洞却是难以发现的“宇宙陷阱”。
26个新发现的黑洞让科学家们感到兴奋
这26个新发现的低质量黑洞使科学家感到兴奋,加上此前发现的9个黑洞,仙女座星系中低质量黑洞数量达到35个,哈佛·史密森天体物理中心天文学家罗宾·巴纳德认为,发现这些黑洞让我们十分高兴,这些只是仙女座大星系黑洞群的冰山一角,大多数黑洞并不会靠的太近,低质量黑洞在观测上不太容易被发现。新发现的黑洞质量大约为5至10倍的太阳质量,是大质量恒星死亡后的产物,其中有7个黑洞位于仙女座大星系中央黑洞周围1000光年的距离上。
在如此近的距离上发现黑洞集群是个很特别的现象,巴纳德认为科学家多年来一直寻找低质量黑洞围绕着中央超大质量黑洞的证据,如此离奇的黑洞群已经被证实存在。在仙女座星系中央,存在一个较大的中央隆起结构,科学家预计这里拥有更多的黑洞,其密集程度大于银河系中央区域。
俄罗斯著名宇宙学家维切列夫·道库恰耶夫称,尽管黑洞被认为是太空中最具破坏性的力量,然而它内部的环境条件却适合生命存在,更令人震惊的是,拥有“超级文明”的外星人可能已存在于黑洞里。
一部分黑洞可以拥有复杂的内部结构,从而允许光子、粒子甚至行星围绕其中央的奇点运动。奇点是黑洞中时空变得无限大的区域。然而,维切列夫·道库恰也夫教授认为,外星人在黑洞的内部的某些区域,只要条件合适,时空将再次显现。
一直以来,科学家们便已经确定光子确实可以在这样一种带电黑洞内部稳定的周期性轨道中存在。但道库恰也夫教授认为,在一个黑洞内侧的柯西视界以内,可以允许粒子甚至行星的存在。柯西视界是霍金引入的一个概念,在这一边界层区域,时空维度开始发生转变。
道库恰也夫教授供职于莫斯科的俄罗斯科学院核能研究所,他认为自己的观点可以证明自给自足型外星生命存在的可能性。他说:“我认为这种被两道严密的视界和外部世界分隔开的黑洞内部区域,是一个非常合适的区域。只要技术足够发达,先进的文明或许可以做到这一点,并在星系核心的大质量黑洞内部生活,而由于视界的阻挡,外部世界完全观察不到它们的存在。”
今年早些时候,科学家们发现黑洞M87的质量几乎是先前估计值的两倍。M87是目前所观测到质量最大,也是最遥远的黑洞,距离地球约5000万光年。研究人员称,这样一个超大质量黑洞的形成,可能是在过去的某个阶段由数百个较小质量黑洞合并而成的。而作为对比,我们银河系核心区域的黑洞质量要比它小1000倍。
据NASA太空望远镜最新监测数据显示,位于银河系中心地区的超质量黑洞人马座A*,正在疯狂吞噬周围小行星。其巨大的能量爆发出强烈的X射线闪光。每天都可以在地球上观测到一次。
据报道,美国宇航局的科学家发现这种X射线闪光持续数小时,亮度是人马座A*黑洞正常能量爆发时的100倍。
人马座A*黑洞四周被数万亿颗小行星和彗星环绕,所绕轨道距人马座A*不到1亿英里(约合1.6亿公里)——与地日距离相当——的小行星被拖向这颗黑洞并最终因高温蒸发。英国莱斯特大学科学家卡斯特蒂斯·佐伯瓦斯指出:“人们曾怀疑小行星能否在特大质量黑洞附近的恶劣环境下出现。根据我们的研究发现,这些闪光由数量惊人的小行星产生。”研究论文合著者、同样就职于莱斯特大学的谢尔盖·纳亚克申表示:“如果距离人马座A*附近的恒星或者行星过近,小行星的轨道将发生改变。如果被拖向这个黑洞,将最终沦为它的盘中餐。”
欧洲南方天文台的甚大望远镜同样观察到X射线闪光。据信,这些闪光由直径超过12英里(约合19公里)的太空岩石产生。对于个头较小的太空岩石,人马座A*黑洞可能也不会放过,但此时产生的闪光很难被望远镜观测到。
如果与质量至少相当于50万个太阳的人马座A*黑洞距离过近,小行星将因强大的吸力被拖向这个黑洞,在穿过人马座A*吸入的炙热而稀薄的气体时,小行星因摩擦产生的高温蒸发,随着最终被黑洞吞噬,小行星放射出闪光。它们的这种命运不免让人联想到流星,穿过地球大气层过程中,流星也因摩擦产生的高温燃烧殆尽,同时放射出耀眼的光芒。
佐伯瓦斯和同事经研究发现,人马座A*黑洞周围存在一个由数万亿颗脱离母星的小行星和彗星构成的云。对于这片区域存在多少小行星,科学家曾提出一种假设,认为地球附近恒星周围的小行星数量与银河系中央附近的恒星相当。佐伯瓦斯等人的研究发现证实了这种假设。论文合著者、荷兰阿姆斯特丹大学的塞拉·马科夫称:“根据我们的研究发现,在银河系100多亿年的变迁中,人马座A*黑洞吸附了数万亿颗小行星,但只有很少的一部分被它吞掉,说明人马座A*的胃口并不大。”
除了吞噬小行星外,人马座A*黑洞也会拿行星开刀,但吞噬行星的现象并不常见。
天文学家观测发现从特殊类型黑洞——微类星体(microquasar)释放的强喷射流持续抨击周围的星际气体,现已加热形成一个直径1000光年的超大炽热气体泡。
微类星体是一种特殊类型的黑洞,它包含着喷射高速微粒的X射线双子星,一些微类星体能够产生巨大的气体泡,是由于它们释放的喷射流与星际介质发生交互作用,但通常形成的气体泡都很小,直径一般小于10光年。而当前最新发现的气体泡却是普通气体泡直径的两倍,强度大于10倍。
法国斯特拉斯堡大学曼弗雷德-帕库尔(Manfred
Pakull)说:“我们非常惊奇为什么这个黑洞会喷射如此多的能量,它的质量仅是太阳的几倍,却真实地是一个迷你型的超强类星体或者射电星系,通常的超强类星体或者射电星系中包含着质量是太阳数百万倍的黑洞。”
这个奇特黑洞距离地球1200万光年,位于NGC
7793螺旋星系边缘。通过判断它所形成的气体泡的尺寸和膨胀速度,研究人员推断它向周围星际气体持续喷射能量至少20万年。
【扩展阅读】
虫洞是什么?
虫洞(Wormhole)又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1916年奥地利物理学家路德维希·弗莱姆首次提出的概念,20世纪30年代由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设,认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。
虫洞在二维环境的模拟,折叠时空。
虫洞由广义相对论推测而来,其作为理论的时空隧道,可以为宇宙远距离(恒星际甚至是星系间)旅行创造捷径。但是,虫洞是相当危险的——突然坍塌、强放射以及奇异物质。
1935年,物理学家爱因斯坦和罗森根据广义相对论推测宇宙中存在连接时空的“桥”。因此,这些“时空隧道”被称为爱因斯坦-罗森桥(Einstein-Rosen
bridge),俗称虫洞(Wormhole)。虫洞连接了时空中不同的两个点,从而创造了一条捷径,缩短了这两点间旅行的时间和距离。
动态图模拟虫洞。
虫洞由两个口以及连接这两个口的通道组成。这两个口最可能是球状的;而通道则可能是直的,当然也可能是环绕的(这样就要花费更多的时间来绕路了)。
星际穿越中的虫洞。
爱因斯坦的广义相对论在数学上预测了虫洞的存在,但是目前为止人类还尚未找到虫洞存在的证据。也许,一个负质量的虫洞可以通过观测其引力对光线的影响而被发现。
科幻小说中经常出现穿越虫洞的故事,但是真正的穿越虫洞要复杂得多,其中的复杂不仅仅是因为人类还未发现虫洞。
未知且复杂的虫洞假想图。
首先是虫洞的大小问题。最初,虫洞被预测存在于微观层面,其大小不过10-33cm。然而,随着宇宙的膨胀,一些虫洞也许会被拉伸到更大的尺度。
其次是虫洞稳定性的问题。虫洞的存在时间不长,可能迅速坍塌,这就导致虫洞可能无法用于时空旅行。但是,最近的研究表明,由奇异物质组成的虫洞可以保持长时间的开启和稳定的状态。
奇异物质,并不是指暗能量和暗物质,而是一些带有负能量密度和巨大的负压力的物质(负物质),这类物质仅在量子理论研究某些真空态的行为中被提到过。如果虫洞包含了足够多的奇异物质(无论是自然的还是人为添加的),理论上它就可以用于传输信息或者空间旅行。
利用虫洞进行时空旅行的艺术图。
虫洞不仅仅连接了宇宙中两个不同的区域,还可能连接了两个不同的宇宙。另外,某些科学家还推测,如果虫洞的一个口以某种特定的方式移动,它可能用于时间旅行。然而,霍金认为这是不可能的。
“虫洞并不是穿越时间的方式,只不过是缩短空间两点的距离的捷径。”NASA的埃里克如是说。
尽管加入奇异物质可能使虫洞稳定下来,从而使人能够安全地穿越它。但是,常规的物价(包括人)的进入,也许足以使其再次变得不稳定。
按照人类目前的技术,就算我们找到了虫洞,我们也没办法使其变大或者让其稳定下来。然而,科学家仍然继续探索如何利用虫洞进行空间旅行,并希望最终用技术实现。
电影《星际穿越》 飞船穿过虫洞片段。
虫洞为啥叫虫洞
基普·索恩(Kip
Thorne,《星际穿越》的很多构想都是基于他的理论)对虫洞的通俗解释给出了最好的答案。
为了说明什么是虫洞,我想我可以用长在树上的成熟苹果来作一个比喻。苹果容易受到毛虫的蛀食,常会有毛虫蛀蚀的孔洞。
苹果上的这种虫洞,有时会从苹果的一侧贯通到另一侧。假如我是一只蚂蚁,现在正位于苹果一侧的表面,想要去到苹果另一侧的表面,那么这里有两条路径可供选择:一条是沿着苹果的表面爬行移动;另一种是抄近路,穿过虫洞去到另一侧。
我们的宇宙就像是苹果的表面。从我们地球通过宇宙空间飞行到银河系的中心,这就相当于在苹果的表面移动。宇宙中的虫洞则是从我们这里去到银河系中心可以选择的另一条路径。假如在地球上就有一条虫洞的一个球状开口(出入口),钻进去,立即就能去到银河系的中心。
连接我们这里和银河系中心的虫洞贯通的是“超空间”,而超空间不属于我们的宇宙。这就像苹果的内部不属于苹果表面的一部分。
恩,宇宙中有好多蛀虫,它们把宇宙蛀食出了很多洞,名曰“虫洞”。
最后,上一张图
若地面附近有一个虫洞,它可能是这样的。
若谁看到这货,务必第一时间通知我,我要跳进去。
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黑洞,如何改变时空本身?黑洞可以穿越时空吗
  什么是时空呢?它是一个坐标系,一种概念网格。这是衡量宇宙尺度的一种方式,除了上,下,左,右,前和后,我们也有时间--未来和过去。爱因斯坦提出的最具革命性的想法是,当空间和时间不可分割地联系在一起时,物理学才是有意义的,我们通过一个的方式改变了我们通过另一个的方式。而引力,任何有物质或能量的物质都会改变。  最极端的例子是黑洞。接近一个黑洞,除了被强大的引力场所撕裂的肢体外,你不会注意到很多变化。但是相对于保持安全距离的人来说,你的手表指针、心率、思维过程以及你生活的其他方面,都会放慢到停滞状态。  当你穿越事件视界,你将作为一个慢慢衰落、变暗的形象出现在宇宙的其他部分。如果你看你身后的宇宙,你会看到它在快速向前旋转,在没有你的情况下走向未来。剩下的旅程,进入深渊中心的奇点,将独自一人看到这样的景象。  虽然黑洞的内部我们可能无法进入,但黑洞的存在是确定的事实。大多数时候,当他们把附近的物质拉向自己时,我们可以观察到他们,产生被称为吸积盘的气体炙热漩涡。有时候,我们还可以通过恒星周围的轨道间接地看到它们。在某些情况下,它们的引力和旋转的吸积盘可以使磁场发生扭曲,产生大量的粒子喷射,从星系中心延伸数光年。  然而,截至去年,有一种新的方法来观察黑洞:通过它们如何改变时空本身。  任何引力体都可以说是在时空中产生的“凹陷”,是一个网格向内弯曲的区域。当大规模物体通过宇宙加速时,这种凹陷也会移动,并在其周围的空间中产生干扰。当两个黑洞相互轨道相撞时,它们在太空中形成的涟漪会辐射到整个宇宙,伸展和压缩其路径中的一切。  这些涟漪被称为引力波。去年,科学家们首次使用激光干涉仪引力波观测台(LIGO)探测到它们。LIGO通过四公里长的真空管来回激活来测量精心悬挂的镜子之间的距离。当引力波通过时,激光会有非常微小地相位差。当距离变化仅为质子宽度的千分之一时,LIGO也可以检测到。  LIGO的专长是黑洞的碰撞。当两个黑洞轨道距离太近时,他们开始向内旋转,直到它们的视界接触,然后它们合并成为一体。最后一个黑洞的质量等于两个黑洞的质量之和,再减去在最后时刻被完全转换成引力波的质量。这一瞬间的引力辐射的能量,能比整个可见宇宙中的每一颗恒星的合成光总和的能量还多。引力波可以在宇宙中传播数十亿年,但仍然有足够的能量来移动LIGO的镜子,让我们感受到黑洞碰撞的震动。  到目前为止,LIGO已经发现了三个黑洞螺旋事件。就黑洞和引力波的基本物理学而言,所有的事件都与爱因斯坦广义相对论的预言完全一致,这是100多年前的引力理论。但不是一切都像物理学家所期望的那样。我们看到的涟漪是由比我们想象的更大的黑洞产生的。  产生一个黑洞很容易。拿一颗巨大的星星(至少比我们的太阳大几倍),等待几百万年后崩溃,这通常是以相当混乱的方式发生的。在星尘消失后,会留下一个不错的“恒星质量”的黑洞,它的重量将是太阳质量的几倍到十倍。我们看到了银河系中恒星质量黑洞的证据,因为它们有一个坏习惯,就是撕裂其他碰巧围绕它们运行的恒星。如果黑洞在彼此的二元轨道和附近碰撞,LIGO主要是为了看到这样的黑洞。  那里还有很多更大的黑洞,它们的质量是太阳的数百万倍,在星系的中心。它们似乎是通过从周围环境中吸入大量的气体和灰尘来增长的,尽管它们的形成过程仍然不清楚。这些超大质量黑洞也应该有时会发生碰撞,但这些碰撞的引力波的频率太低,无法被LIGO检测到。  我们一直认为中等质量范围的黑洞可能存在,但是很难在观察中找到证据。有几个可能的解释。有些与黑洞形成的理论有关,有些黑洞在不同的环境中合并的速度很快,还有一些与选择效应有关:事实上,大黑洞的合并使得时空中的“斑点”更大,因此更容易LIGO发现。这些中等规模的黑洞正在帮助我们更好地了解黑洞的形成和发展。  LIGO将继续搜索,随着时间的推移,新的探测器将上线,这将为我们提供更多的数据,并帮助我们确定每个信号来自哪个方向。这意味着我们可能能看到由事件或星系所产生的爆发的光线,这将使我们更清楚地知道它们是如何发生的。但即使只有几个被检测,这意味着一个新时代的天文学已经开始了。  引力波天文学,从这个方向,我们不以光或粒子来观察宇宙,而是通过拾取时空本身的振动,是我们宇宙观的真正革命。当我们继续进入未知世界时,我们只能猜测它可能告诉我们什么。
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当爱因斯坦发展出相对论时,他发现他的公式里有一些东西很怪。它可以停止时间,有无限的重力,甚至可以摧毁太空本身。
他无法相信这在现实里可以存在,一定有什么东西可以让它不会发生。但是没有,现实比科幻还要怪,而我们找到了它,而且数量非常的多。
任何的物质都可以变成黑洞,假如你可以把它压缩到超过它的史瓦西半径(Schwarzschild Radius)的话。
例如把太阳压缩成一个小镇的大小
现在我们知道宇宙里充满黑洞,而它们对星系的形成扮演很重要的角色,几乎每个星系中央都有一个黑洞。
我们自己的星系就有一个400万太阳质量的黑洞在中心。
没有黑洞就没有我们。
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也许我们所了解的宇宙,正是另一个更大宇宙中的一个黑洞。
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黑洞到底有多大?谁能知道?
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时光黑洞被发现! 隐藏的穿越时空真相解密
时光黑洞是什么?据外媒报道,发现了时光黑洞, 这对于一些梦想穿越时空的人类来说将这个可能开始无限放大,难道真的有希望穿越时空?
  【讯】2月13日消息,时光黑洞是什么?据外媒报道,发现了时光黑洞, 这对于一些梦想穿越时空的人类来说将这个可能开始无限放大,难道真的有希望穿越时空?
& & & &哈勃望远镜在红外条件下拍到的星系团Abell 68。哈勃操作人员吃惊地发现画面呈现的景象酷似上世纪70年代经典电脑游戏《太空入侵者》中的外星人。实际上,这个画面只是一个镜像。
  据中国女网引述国外媒体报道,哈勃太空望远镜拍到一幅画面奇异的照片,照片中的天体好似上世纪70年代电脑游戏《太空入侵者》中的外星入侵者。NASA5日表示哈勃望远镜拍到的太空入侵者只是一种错觉,由距离地球20亿光年的巨型星系团『Abell 68』的引力透镜效应所致。
  在哈勃望远镜拍摄的这幅照片中,背景螺旋星系被扭曲变形,好似一个太空入侵者。前景巨型星系团被称之为『Abell 68』,距地球20亿光年。亮度增加同时扭曲变形的镜像来自于后面更为遥远的星系。
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实际上黑洞并不是一个实在的星球,而是一个天区,黑洞的物质都集中在这个天区的中心,它有极强的引力。被吸进去的外来物体就像水流入下水道那样,成螺旋状地被卷进去。由于摩擦生热,物体进入黑洞后,黑洞的温度可升高到几百万度。另外,物体在进入黑洞永远消失之前,会发射出粒子束,如X射线。科学家们用仪器去测试这种X射线,从而探寻黑洞的存在。
究竟黑洞是怎么形成的呢?我们知道,天体受到两种力的约束,一是向内的引力,一是向外的压力。如果压力大于引力,天体就膨胀。反之,引力大于压力,天体就会坍缩。绝大多数的恒星是由氢和氦组成的,而氢是核反应所需要的重要元素。恒星内部不停地进行核聚变反应,产生向外膨胀的压力。一颗比太阳大的恒星,核聚变反应所产生的压力能与引力相抗衡。一旦恒星内部进行核反应的材料用完后,巨大的引力会使恒星向内坍缩,就像房屋断了横梁和支柱后,会向中心坍去。天体坍缩时,体积迅速缩小,而它的密度却迅速增大,这时所形成的特殊天体就是黑洞。
黑洞原先是通过严格的物理规律预言出来的。但是,最近美国宇航局所属的戈达德空间飞行中心的科学家分析了天文卫星从黑洞的X射线所获得的数据后,发现NGC3516星系中心近旁铁原子的X射线光谱揭示,有物质以每秒2917公里的速度,被吸入星系内不见了。科学家指出,这是人们第一次观测到黑洞吸进物质的直接证据。
神秘的黑洞一直是科学家十分关注的热点,还有许多未解之谜。
所谓黑洞,是指一类引力非常之强的特殊天体,它能吸收所有靠近它的物质,甚至连光也无法逃脱。黑洞只吸收物质,不吐出物质。也就是说黑洞是“黑”的,人们无法直接“看”到它。尽管如此,大量的观测证据表明,宇宙中存在许多这样奇妙的天体。它的原身是超过大约3个太阳质量的普通天体,当它的核能量消耗完时,这一天体将变成一个黑洞。上世纪60年代,经过一些物理学家的研究,人们发现,只要3个物理量(质量、角动量和电荷)就能描述一个不随时间变化的黑洞。换句话说,对于一个黑洞,人们所能知道的只有这3个物理量。在黑洞的形成过程中,描述形成这个黑洞的物质的所有其他特性的信息都丢失了。黑洞的这一特性被美国的物理学家J.惠勒称为黑洞无毛定理。
  因为经典黑洞只进不出,所以黑洞一旦形成,将通过吸收外部物质而变得越来越大,永远不会消失。在黑洞形成过程中,物质信息丢失对于这个经典黑洞而言,在物理学上是不成问题的,人们只要假定形成这个黑洞的物质的所有其他信息(除了质量、角动量和电荷)仍然存在黑洞内部即可,因为人们无法探知黑洞内的任何信息。
  这个故事自上世纪70年代中期起发生了本质的变化。1974年,霍金通过研究黑洞外的量子力学,发现黑洞不仅能够吸收黑洞外的物质,而且能以热辐射的形式向外“吐出”物质。这一辐射是一量子力学现象,被称为霍金蒸发。霍金的发现立即引起了整个物理学界的轰动。因为根据霍金的蒸发理论,黑洞在向外蒸发物质的同时,温度也随之升高。这样黑洞不断地向外蒸发物质,它的温度越来越高,蒸发越来越快,最后将以大爆炸的形式向外吐出所有的物质而结束它的生命。
“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。
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家通过美国宇航局斯皮策太空望远镜的一项最新观测结果,在宇宙中某一狭窄区域范围内,首次同时发现了多达21处却一直深度隐藏着的宇宙“类星体”黑洞群。
这一重大发现第一次从正面证实了多年来天文学领域有关宇...
宇宙黑洞存在
斯皮策太空望远镜捕捉到的宇宙中隐藏黑洞的图片,其中黄色亮点表示一个内含“类星体”黑洞的遥远星系,它的外围被一层宇宙气体尘埃紧密环绕。
新浪科技讯 近日国际相关信息家通过美国宇航局斯皮策太空望远镜的一项最新观测结果,在宇宙中某一狭窄区域范围内,首次同时发现了多达21处却一直深度隐藏着的宇宙“类星体”黑洞群。
这一重大发现第一次从正面证实了多年来天文学领域有关宇宙中有数目众多的隐身黑洞广泛存在的推测。充分的证据使人们相信,在浩瀚的宇宙中,的确充满着各种各样未被发现的巨大引力源泉--"类星体"黑洞群体。有关该项最新发现的详细内容,研究人员已撰文正式刊登在了日出版的《自然》杂志中。
“深藏不露”的类星体
我们知道在现实中的宇宙黑洞,由于其巨大的引力作用,连光线都被紧密吸引束缚,因而无法被人们直接观测发现。为确定黑洞天体存在的证据,天文学家通过研究发现,在黑洞周围的物质行为具有其特定行为:在黑洞周围的宇宙空间中,气体物质具有超高的温度,并且在被黑洞强大引力场吸引剧烈加速后,这些物质在彻底消失之前均会被提升到接近光速。而当气体物质被黑洞彻底吞噬后,整个过程都会释放出大量的X-射线。通常正是这些逃逸出来的X-射线,显示出此处有黑洞确实存在的迹象。这便是以往人们发现黑洞的最直接证据。
而另一方面,在一些格外活跃的超大型宇宙黑洞周围,由于其对周边物质剧烈的吸引和吞噬行为,还会在黑洞星体外围产生一层厚重的宇宙气体和尘埃云层,这便进一步增大了对黑洞体附近区域的观测难度,阻碍了天文学家对这些超大黑洞存在的发现工作。天文学上将这些极度活跃的黑洞定义为"类星体"。普通情况下,一 个类星体平均一年总共吞噬的物质质量,相当于1000个中等恒星质量的总和。一般情况下,这些类星体距离太阳系都非常遥远,当我们观测到他们时已经是亿万年以后的现在,这说明此类黑洞的活动出现在宇宙诞生初期。科学家推定,这种黑洞正是在成长壮大中的宇宙星系前身,所以将其命名为"类星体"。
到目前为止,只有为数不多的几个"类星体"黑洞被发现,在浩瀚的宇宙深处,是否还有数量众多的其它类星体存在,仍有待人们进一步去发现,而天文学家在该领域的研究工作则完全依靠对宇宙内部X-射线的全面观测研究来予以证实。
“充满”了黑洞的宇宙
近日,来自英国牛津大学的阿里耶-马丁内兹-圣辛格教授在介绍其首次对宇宙间隐藏黑洞的发现时说,"从以往对宇宙X-射线的观察研究中,本希望能找到宇宙中大量隐藏类星体存在的证据,但结果确都不尽如人意,令人失望。"而近日根据美国宇航局NASA的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)的最新观察结果,天文学家则成功穿透了遮蔽类星体黑洞的外围宇宙尘埃云层,捕捉到了其中一直暗藏不露的内部黑洞体。由于斯皮策太空望远镜能够有效收集能穿透宇宙尘埃层的红外光线,使得研究人员顺利地在一个非常狭窄的宇宙空间区域内,同时发现了数量多达21个早已存在却又"隐藏不露"的类星体黑洞群。
来自美国加州理工大学斯皮策科学中心的研究小组成员马克-雷斯在接受媒体访问时同时也表示,“如果我们抛开此次发现的21个宇宙类星体黑洞,放眼宇宙中的其它任何区域,我们完全可以大胆预测,必将有数量众多隐藏着的黑洞将会被陆续发现。这意味着,一如我们原先推测的那样,在不为人知的宇宙深处,一定有数量众多、质量超大的黑洞巨无霸,正借助着星际尘埃的隐蔽,在暗地里不断发展壮大着。”
宇宙黑洞包括物理黑洞和暗能量黑洞两种。物理黑洞有巨大的质量,但暗能量黑洞只有巨大的暗能量而没有巨大的质量。目前每个星系中心的黑洞都是暗能量黑洞。暗能量黑洞的引力与它内部的暗能量和它的旋转速度的乘积成正比,与它的体积成反比。
1.宇宙黑洞的研究现状
天文学家通过长期观测发现,在宇宙中有一些引力非常大却又看不到任何天体的区域,称之为黑洞。黑洞是位居宇宙空间和时间构造中的一些深不见底的类似井状的东西,具有极大的吸引力,包括光在内的任何物体都无法逃脱被吸入的命运。这就使得人们对于黑洞的研究变得异常困难:它既不向外散发能量,也不表现出任何形式的能量,人们根本无法看到它。因此,人们对于黑洞的研究就象是对一种看不见的东西进行研究。
科学家们认为,黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,当一颗质量相当大的星体核能(氢)耗尽后,没有辐射压力去抵抗重力,平衡态不再存在时,这个星体将全面塌缩。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。根据科学家的计算,当中子星的总质量超过三倍太阳的质量时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。若其质量仍大于3个太阳质量时,那么连中子的气体压力也不能平衡重力,星体将继续塌缩至它的重力半径范围之内。这时,引力之大足以使一切粒子,包括光子,都被引回星体本身,不能外逸,就形成了引力极强的黑洞。黑洞可以吞噬附近的一切物质,它先将物质吸引到附近围绕它们高速旋转;随着转速的加快,物质变为炙热的等离子体,并逐渐靠近黑洞旋转中心;当它们最终接近黑洞时,就会被吞噬。
通常,黑洞是无法被发现的,但是也有例外:如果在它附近有气团,则会产生飞向黑洞的气流,于是气流也暴露了黑洞的位置。众所周知,在压缩时气体物质会被加热到几百万度,同时产生强烈的X射线辐射。用X射线观测望远镜就可以探测到黑洞的存在。2004年,著名的“钱德拉”X射线观测望远镜发现了一颗巨大黑洞的X射线,并将其命名为“SDSSpJ306”,它位于距离我们地球26亿光年的MS0735星团。天文学家通过对这些X射线和其所在星系的重力影响一起进行检测,推测它“出生”于127亿年前———而宇宙大爆炸发生在137亿年前。这说明,黑洞与星系同时演化,两者谁也不会单独主导早期宇宙中星体的快速诞生。 在此次观测中,天文学家们还在处于星系中心的“SDSSpJ306”黑洞的周围发现了许多新生星体,而且更多的星体正在形成之中。该发现给新出现的星系形成演化理论提供了重要的直接证据。
科学家们认为,黑洞是有质量的。黑洞一般被旋转的热气体圆盘所包围,这些热气体在以螺旋运动逐渐被黑洞吸收时会发出大量的电磁辐射。黑洞附近发光的氢原子谱线宽度与旋转速度有关。旋转速度越快,氢原子发出的谱线越宽,说明黑洞的质量越大。通过对氢原子谱线研究发现,“SDSSpJ306”黑洞有10亿个太阳重,所产生的能量更是太阳的20万亿倍。这个黑洞如此之大,以致它的引力作用范围大小与银河系相当。在这个黑洞吞噬星团的同时,还将一些热气体以射流形式喷还给宇宙,形成了两个巨大洞穴,每个洞穴的直径大约为65万光年。黑洞再次喷发出来的气体质量,相当于1万亿个太阳质量,这种喷射已经持续了1亿年之久。
黑洞有大有小。超巨黑洞的质量达到太阳的数百万甚至数十亿倍。小黑洞的质量与太阳基本处于一个数量级,主要由质量相当于太阳10倍左右的恒星发生超新星爆炸形成。超巨黑洞位于星系中心,据推测每个星系都有,质量一般约为星系总质量的0.5%。2002年10月,欧洲科学家宣布了银河系中心存在超巨黑洞的最佳证据。他们说,过去20年中,科学家们一直在观测银河系中心一些星体的活动情况,尤其对一颗名为S2的星体的运行轨道进行了跟踪研究,最终得出结论:S2附近确实存在一个巨型黑洞。质量是太阳7倍的S2,以每小时1.8亿公里的高速每15.2年绕银河系中心一周。之所以如此高速,是因为它周围存在黑洞,“害怕”被黑洞“吞噬”。经过计算,这一黑洞距地球2.6万光年,质量是太阳的370万倍。 银河系中心黑洞每年“食量”不足地球质量的1%。黑洞“食量”是根据它吞噬“食物”时发出X射线的强弱程度计算出来的。科学家还提出,如果黑洞获得了源源不断的“食物供给”,就可能从相对安静的状态中“醒来”,处于活跃状态中。
2.黑洞的种类
按组成来划分,黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞,二是物理黑洞。暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成,它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转,其内部产生巨大的负压以吞噬物体,从而形成黑洞。暗能量黑洞是星系形成的基础,也是星团、星系团形成的基础。物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成,具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时,我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大,可以有太阳系那般大。但物理黑洞的体积却非常小,它可以缩小到一个奇点。
3.暗能量黑洞的形成
根据科学家们的推算,宇宙大爆炸大约发生在137亿年以前。宇宙大爆炸之后,就形成了宇宙。它由两部分组成。一是由暗能量组成的世界,称之为黑暗世界;二是物质组成的世界,称之为物质世界。黑暗世界以旋涡场的形式存在,整个宇宙空间都被各种不同大小的旋涡场所充满。而物质世界则主要是以宇宙尘埃的形式存在,它们不均匀分布在各个旋涡场之中。在一个如星系般大小的旋涡场中,以Ep来表示宇宙尘埃绕它的旋涡中心运动的总动能。该旋涡场内的暗能量则分为两部分。一部分为旋涡中心的暗能量,以En1来表示。另一部分为旋涡中心之外的暗能量,用En2来表示。以En来表示星系的总暗能量,则有En=En1+En2。宇宙尘埃的运动是由暗能量来推动的。当En=Ep时,暗能量将全部转化为宇宙尘埃运动的动能。在这种情况下,旋涡场处于一种平衡状态,它既不收缩,也不膨胀。
下面分几种情况进行讨论。
(1).恒星的形成
当旋涡场内的宇宙尘埃很多时,Ep值比En大很多,即暗能量的旋转负荷太重。在旋涡场的旋转角速度不变的情况下,我们可以得到宇宙尘埃绕旋涡中心运动的总动能公式,如下所示:
Ep=MpVp2/2=Mp(ωR)2/2…………(6)
上式中,Vp为宇宙尘埃绕旋涡中心运动的平均速度,Mp为旋涡场中宇宙尘埃的总质量,ω为旋涡场的旋转角速度,R为宇宙尘埃到旋涡中心的平均距离。根据这条公式,当宇宙尘埃向旋涡中心靠近时,Ep值就会减少。当Ep值比En大很多时,旋涡场的转动负荷太重。在这种情况下,旋涡场必定收缩,宇宙尘埃必定向旋涡中心靠近,最后沉积到旋涡中心处变成沉积物。随着时间的推移,旋涡中心处的沉积物越来越多,最后变成了一颗恒星。恒星形成之后,当En=Ep时,其余的宇宙尘埃就再也不能沉积到旋涡中心。这些余下的宇宙尘埃就会在较小的旋涡场中形成围绕恒星运动的自转行星。
(2).星系的形成
当旋涡场很大,宇宙尘埃很多,En值与Ep相差不多时,旋涡场就处于一种平衡状态。在这种情况下,这些宇宙尘埃就无法靠近旋涡中心。这个大旋涡场中有无数个较小的旋涡场。象上述(1)所说的那样,每个小旋涡场形成一个恒星,无数个小旋涡场就会形成无数个恒星。这些小旋涡场都跟随大旋涡场旋转,由此而形成星系。
(3).宇宙旋涡的形成
当旋涡场内没有宇宙尘埃,即Ep=0时,旋涡场会不断地膨胀。当旋涡场内的宇宙尘埃很少时,它的总动能与暗能量相差太远,不足以阻止旋涡场的膨胀,结果,它会被旋涡场的旋转离心力抛出场外。到最后,旋涡场内将不存在任何宇宙尘埃。内部没有宇宙尘埃的旋涡场,它的旋转角速度是均匀的。旋涡场在离心力的作用下不断膨胀,它边缘的暗能量的运动速度也在不断增加。但当它的周围都有大小与它相差不多的旋涡场时,它的膨胀就会受阻。在这种情况下,旋涡场旋转的角速度以及暗能量运动的速度就相对稳定了下来,由此而形成一个不停地转动的宇宙旋涡。当星体顺着这种宇宙旋涡的旋转方向进入时,它就会被旋涡场的旋转之力弯转1800。接着,旋涡场用离心力推动它按原路返回。离开太阳系很远的慧星之所以能够返回太阳附近,所依赖的就是这种宇宙旋涡的力量。
(4).旋涡场的分类
我们把宇宙旋涡场按大小分为如下八种:
U旋涡场:又叫宇宙旋涡场,它的范围包括整个宇宙。
S旋涡场:又叫星糸团旋涡场,它的范围包括整个星糸团。
A旋涡场:又叫叫星系旋涡场,它的范围包括整个星系。
B旋涡场:又叫星团旋涡场,它的范围包括整个星团。
C旋涡场:又叫恒星旋涡场,它的范围被局限于恒星周围,包括所有行星的运行轨道。
D旋涡场:又叫行星旋涡场,它的范围被局限于行星周围,包括所有卫星的运行轨道。
E旋涡场:又叫卫星旋涡场,它的范围被局限于卫星周围。
F旋涡场:比E类旋涡场小的旋涡场。
(5).星系黑洞的形成
在每个星系的中心都有一个旋涡场,称之为星系旋涡中心。根据上述星系的形成原理,在它刚形成的时候,星系旋涡中心是没有宇宙尘埃的。在旋转离心力的作用下,它自然会向外膨胀。但在它的周围布满了很多大小与它相当的旋涡场,所以,它的膨胀受阻。各种旋涡场的旋转离心力在旋涡场边缘互相对抗,不断地进行对比和较量。经过很长一段时间之后,它们的对抗之力达到一种相对平衡状态。最后,星系旋涡中心的范围就被固定了下来。
由于星系旋涡中心是星系旋涡场的动力中心,所以,它内部贮藏的暗能量在星系中是最强大的。在强大暗能量的推动下,星系旋涡中心的旋转速度越来越快,暗能量在强大离心力的作用下不断地向旋涡中心的边缘集中,星系旋涡中心的中部地带的暗能量不断地被抽走,越来越少。最后,星系旋涡中心的内部就变成了一种真空状态,至此,它的旋转速度才能稳定下来。而星系旋涡中心的边缘就形成了一个由高速旋转的暗能量组成的圆盘,它把星系旋涡中心紧紧地包围了起来。这个高速旋转的圆盘带动周围的气体运动,使之发生激烈磨擦而发热,由此而变成了一个热气体圆盘。这个内部成为真空状态的星系旋涡中心就是一个暗能量黑洞,称之为星系黑洞。
星系黑洞被一个热气体圆盘所包围。这个圆盘的旋转速度有多大呢?在星系黑洞的形成过程中,它内部是没有质量的,即在旋涡中心内部不存在物质运动的动能。所以,它的虚拟质量为零。根据暗能量的动能公式En=MnVn2/2,当虚拟质量Mn=0时,圆盘中暗能量的速度Vn将达到无穷大。但实际上,宇宙黑洞会吸入物质,所以,圆盘的速度不可能达到无限大。将光子的性质与这个圆盘进行比较,两者的质量都接近零。由此类推,这个热气体圆盘的旋转速度应该接近光速。
由于星系黑洞是A旋涡场的旋转中心,所以我们又称之为A黑洞。
(6).星团黑洞
在星系中有很多B旋涡场。当B旋涡场内有很多宇宙尘埃,En值与Ep相差不多时,B旋涡场就处于一种平衡状态。在这种情况下,这些宇宙尘埃就无法靠近旋涡中心。B旋涡场内也有很多C旋涡场。象上述(1)所说的那样,每个C旋涡场形成一个恒星,很多C旋涡场就会形成很多恒星。这些恒星围绕B旋涡场的中心旋转,由此而形成一个星团。
在每个星团的中心都有一个旋涡场,称之为星团旋涡中心。很显然,星团旋涡中心内部是没有宇宙尘埃的。最后,它也象星系旋涡中心一样发展为一个暗能量黑洞,称之为星团黑洞。很显然,星团黑洞比星系黑洞小很多。星团黑洞的形成过程请参看第(5)部分内容。
由于星团黑洞是B旋涡场的旋转中心,所以我们又称之B黑洞。
(7).星系团黑洞
宇宙中有很多S旋涡场。当S旋涡场内聚集到很多星系时,就会形成一个星系团。产生星系团的条件是:星系绕星系团中心旋转的总动能约等于S类旋涡场的暗能量。在每个星系团的中心有一个旋涡场,称之为星系团旋涡中心。最后,它也象星系旋涡中心一样发展为一个暗能量黑洞,称之为星系团黑洞。由于它是S旋涡场的旋转中心,所以,又称之为S黑洞。星系团黑洞的形成过程请参看第(5)部分内容。
(8).宇宙中心黑洞
宇宙是一个大旋涡场,称之为U旋涡场。它的范围包括整个宇宙。所以,U旋涡场的中心就是宇宙的中心。在宇宙的中心有一个旋涡场,称之为宇宙中心旋涡场。最后,它也象星系旋涡中心一样发展为一个暗能量黑洞,称之为宇宙中心黑洞。由于它是U旋涡场的旋转中心,所以又称之为U黑洞。宇宙中心黑洞的形成过程请参看第(5)部分内容。
综上所述,暗能量黑洞分为四种类型,从大到小排列如下:U黑洞、S黑洞、A黑洞和B黑洞。U黑洞是宇宙中最大的黑洞,而且它是宇宙的旋转中心。
4.黑洞引力公式
根据上述理论,暗能量黑洞由如下两部分组成:一是热气体圆盘,二是被热气体圆盘所包围的宇宙真空。很显然,在热气体圆盘的内部和外部之间形成了一种压强差,它内部的压强比它外部低很多。我们用P1和P2分别来表示热气体圆盘的外部压强和内部压强,用P来表示它们的正压强差,则P=P1-P2。很显然,正压强的方向是从热气体圆盘的外部指向它的内部的。用V来表示热气体圆盘的旋转速度,用En1来表示它的暗能量。用L来表示黑洞的体积。则,我们可以得到如下公式:
P=KEn1V/L …………(7)
公式(7)中,K为一个比例系数,称之为暗能量黑洞的引力常数。公式(7)的意思是:黑洞内外的正压强差与黑洞内的暗能量和黑洞圆盘的旋转速度的乘积成正比,与黑洞的体积成反比。
当一个物体接触热气体圆盘时,两者之间就会产生一个接触面积,用S来表示。我们用F来表示黑洞对该物质的吸引力,则可得到如下公式:
F=PS=KSEn1V/L …………(8)
公式(8)就是黑洞对物体的引力公式。很显然,黑洞对物体的引力与物体的质量大小无关。对于巨大黑洞来说,它的暗能量非常强大,它的旋转速度接近光速。所以,这种黑洞的引力非常巨大。
黑洞吸引物体是有一个过程的。当物体在黑洞的周围但未接触黑洞的热气体圆盘时,物体被黑洞吸引的受力面积S=0,则黑洞对物体的引力F=0。它意味着,黑洞外部的物体运动与黑洞的引力无关。星系中所有的恒星都绕黑洞运动,是因为黑洞是星系旋涡场的旋转中心,而不是因为受到黑洞引力的作用。
当物体接触热气体圆盘时,它就会受到黑洞的引力。但刚接触时的引力很小,而圆盘周围的气流速度却非常大。在这种情况下,物体必然被圆盘气流带动,并跟随气流而去。随着物体与圆盘的接触面增大,黑洞对物体的引力也在增大。当黑洞对物体的引力比物体绕黑洞运动的离心力大时,它就会被吸入黑洞之中。这种情况表明,虽然黑洞的引力与物体的质量无关,但物体被黑洞引力吸入洞内的过程却与物体的质量有关。
在物体进入黑洞之后,该物体就会被黑洞内部的压强所包围。物体内部的压强与它在黑洞外部时的压强相等。所以,在物体的内部和外部之间就形成了一种压强差,根据公式(7)就可以求出它的值。正压强差的方向是从物体内部指向外部的,受力面积包括物体的全部表面。结果,物体的整个表面同时受到强横无比的拉力,在刹那之间它就会被这种强大的拉力撕得粉碎,最后变成了气态状。
当光子进入黑洞时,它也会被黑洞的引力所包围。光子内部的压强与它进入黑洞之前是一样。所以,在光子的内部和外部之间就会形成强横无比的压强差。结果,象上面所叙述的一样,在光子进入黑洞的刹那之间就会被黑洞的引力撕得粉碎。所以,在光子进入黑洞后,它是无法从黑洞中逃出来的。
结论:包括光子在内的任何物体,它们进入暗能量黑洞之后都会在刹那之间爆炸开来,变成气态状。
新华网柏林4月7日电(记者潘治)黑洞是宇宙中最神秘的天体之一。它由一颗或多颗天体坍缩形成,引力极强,甚至可以吞噬附近的一切物质。但黑洞真正的模样,科学家却一直没有定论。英国科学家通过分析宇宙X射线光谱,证实了黑洞真的是没有表面的“洞”。
  按照现有天体物理理论,黑洞并无有形的表层,只有一个“事件水平面”,这个水平面如同一个泾渭分明的界线,在它之后哪怕是一束光线也无法逃逸。也正因为如此,人类迄今不可能直接观测到黑洞,也无法证实上述理论。
  据德国最近一期《明镜》杂志报道,英国达勒姆大学的克里斯蒂娜·多恩与马雷克·吉尔林斯基等人,通过比较黑洞与中子星在吸收物质时释放出的X射线,证明了黑洞确实没有表面。科学家解释说,中子星这一宇宙中的另一种“异类”天体是由大质量星体爆炸时产生的,它最终坍缩成一个只有几公里大小,但却极为稠密的“团子”,它与黑洞相似之处是都可以大量吞噬物质。
  科学家进一步介绍说,中子星与黑洞都以如下方式吞噬物质:首先将物质吸引到附近围绕它们高速旋转,与此同时释放出X射线。当这些炙热的等离子体最终接近中子星或者黑洞时,就会被它们吞噬。但由于中子星是个大致的球体,因此物质只能“坠落”在其表面,并同时释放出能量;而如果黑洞真是个没有表面的洞,物质就将连同能量一起被“吞没”。如果以前的理论正确,则两者在吞噬物质时不仅方式将有上述不同,并且释放的X射线能量也应有所不同。
  科学家统计分析了美国宇航局“罗希X射线时变探测器”近6年中采集到的数据,他们对大量的X射线的光谱进行了定量比较,以确定能量的高低。最终科学家验证,物质在被中子星或黑洞分别吞噬时,确实有着上述的“坠落”与“跌入”的显著不同。两位科学家总结说:“我们所认识到的、并且可以通过观测解释的显著不同是,中子星具有一个表面,而黑洞则没有。”
  科学家指出,这一成果对天文学研究非常有用,因为借助于上述显著特征,就可以对那些属性不明的X射线源进行判别。这个成果还将在下期《皇家天文学会月报》上发表。
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:
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宇宙的最初三分钟
  道生一,一生二,二生三,三生万物。道者,无也。  
老子《道德经》  
  宇宙诞生之前,没有时间,没有空间,也没有物质和能量。大约150...
很多的,一般来说,有星系的地方就有黑洞,恒星爆炸也会有黑洞,中子星合并也有可能产生黑洞,你说,宇宙有多少黑洞?
呵呵……明白了吗?
答: 这个一点都不准确的,根据个别宝宝,我们这里也有这个说法,说是长形是男孩,圆圆的是女孩,但是我个人觉得还是不准确,建议还是不要相信比较好
答: 我抱着试着看的心理去了..到了那里里面的人真是客气的没话说啊..又是倒水。.又是笑脸..逗我女儿玩.,,,,然后跟我说什么星光大道文化传播正在拍摄的电影《换银》...
答: 地球平均半径
地球赤道半径
地球极地半径
补充问题不太明白起源时是什么意思!
答: 惜时世界上多数民族都将早晨作为一天的开始,公历的一天开始于午夜,而犹太人的一天则是从太阳落山时开始的
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