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黑洞资料(黑洞资料卡)

wangsihai

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黑洞是什么?黑洞的详细资料

甚么是黑洞

黑洞是一个时空的黑暗区,由一些质量颇大的星体经重力塌缩后所剩馀的东西,是一个重力极大的天体。视界内任何物质都不能从里面跑来,甚至是光都不例外,所以是一颗渿黑的天体,因而得名为黑洞。因为无法从可见光这途径看到黑洞,所以只能以被黑洞吸引掉落其上的物质所释放的辐射来确定它们的存在。

黑洞的形成

当一颗质量相当大的星体的核能耗尽后(巨大的恒星:质量是太阳质量的八倍以上)死亡时,恒星的残骸可能会形成黑洞。而黑洞的形成是因为大质量的恒星在演化的未期都会发生超新星爆炸,没有辐射压力去抵抗重力,平衡态不再存在,这星体将全面塌缩,成为中子星。若其中子星的总质量大于三倍太阳的质量,那么连中子简并气体压力也不能平衡重力,星体将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,都被引回星体本身,不能逃脱。

黑洞的界限

当一个黑洞形成后,塌缩还会进行下去,所有物质会无可避免,所有质量将集中在一个非常细小的质点,称为奇点。黑洞的表面层称为事件穹界。而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦半径。任何物质要从黑洞的史瓦半径跑到外面去,它的逃离速度便要大于光速。但根据狭义相对论,光速是速度的极限。重力庞大得连光线也逃不出去,这个连光线也逃不出去的面,称为事相面。光线和任何物质都只能从事相面外部进入其内部,而无法从里边逸出。这个事相面的里边就是黑洞。

探索的黑洞

黑洞不发光,所以是不可能用天文望远镜规测得到的。但根据理论,当周围的物质被吸引时,就会透露出黑洞的存在。如果一对双星中的伴星是黑洞,那么主星的物质被吸引向黑洞而形成一个吸积环。当吸积环的物质被吸入黑洞时,因摩擦而引起高温,而放出X光线。于是我们就能将重点放于X射线密近双星上。

黑洞是一个大质量恒星死去后的残骸,是一个重力极大的天体。

黑洞内任何物质都不能从里面跑出来,甚至是光都不例外,所以是一颗渿黑的天体,因而得名为黑洞。

黑洞之始篇——黑洞的形成

当一颗质量相当大的星体的核能耗尽死亡时,恒星的残骸可能会形成黑洞,而黑洞的形成是因为大质量的恒星在演化的未期都会发生超新星爆炸。

当恒星核的燃料耗尽,核反应停止,没有任何力足以去抵抗引力,平衡态不再存在,这星体将全面塌缩,成为白矮星,这是其中一种致密态,这种是以泡利不相容原理,电子(费米子的一种)便产生出一种巨大的内部量子压力,阻止了粒子继续压缩;

根据推算,白矮星不能支持大于太阳1.4倍(原恒星质量为太阳质量的十倍)的质量,如果大于这临界值,泡利不相容原理所产生的排斥力已不能再抵抗引力,恒星便可以违背泡利不相容原理继续压缩下去,形成中子星——以中子之间的电磁力来阻止收缩;

但若超新星爆炸后残骸的总质量大于三倍太阳的质量,那么连中子之间的电磁压力也不能平衡重力,星体将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,都被引回星体本身,化为体积为零的点——奇点,再也不能逃脱。

有些黑洞是在宇宙形成时亦跟著形成的,这些黑洞称为原初黑洞,这些黑洞的质量可以很低,在黑洞之消逝篇会向大家解释。

黑洞之结构篇——黑洞的边界和内部空间

当一个黑洞形成后,塌缩还会进行下去,所有物质会无可避免,所有质量将集中在一个体积为零的质点,称为奇点。

黑洞的表面层称为事件穹界(视界),而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦西半径。

任何物质要从黑洞的史瓦西半径跑到外面去,它的逃离速度便要大于光速。但根据狭义相对论,光速是速度的极限。

重力庞大得连光线也逃不出去,光线和任何物质都只能从视界外部进入其内部,而无法从里边逸出。

这个视界的里边就是黑洞,所以视界便是黑洞大小的边界象徵。

黑洞之种类篇——黑洞无毛?

目前公认的理论认为,黑洞只有三个物理量有意义:质量、电荷、角动量(转速)。

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确定了,这称为黑洞的无毛定理。

由于黑洞一定有质量,所以可造成不同类形黑洞的因素只有电荷和角动量,黑洞因而可以只分为四类:

没有旋转和没有电荷的黑洞:史瓦西黑洞,这是一种理想化的黑洞,实际上应该没甚么可能会出现;

有旋转但没有电荷的黑洞:克尔黑洞,这种黑洞应该最为普遍,因为星体的收缩会加速旋转,而大部分星体都会自转,所以会自转的黑洞也应该也很多;

没有旋转但有电荷的黑洞:带电黑洞,虽然黑洞保留部分原恒星电荷,但由于黑洞可以在很短的时间里捕获足够另一电荷的粒子而成为电中性,所以一个这种黑洞的电量亦小至可以完全忽略其天体物理效应;

有旋转和电荷的黑洞:克尔-纽曼黑洞,由于电荷的影响极微,所以它亦可看作克尔黑洞来处理。

黑洞之消逝篇——黑洞会蒸发

因为宇宙的扩张,温度便会下降,根据热力学,温度较高的物体的能量会流向温度较低的物体。

由于黑洞也有温度,根据量子力学的测不准原理,黑洞的质量会慢慢地以霍金辐射的形式离开黑洞,黑洞便会缩小和减少质量,所以当黑洞中的所有物质都离开了黑洞后,黑洞便会消失。

以现今的宇宙整体温度来说,只有质量小于月球的黑洞才能散失能量,而其他黑洞都是在吸收宇宙的能量而增大自己的尺度。

黑洞之死亡篇——黑洞的消失

黑洞蒸发到后期会加速进行,以至于在一次像是猛烈的放射后消失殆尽。 黑洞的其中一个性质是温度和质量成反比。

当黑洞的质量去到小行星那么低时,温度便有6000度,并放出可见光; 当黑洞的质量去到十亿吨(大约为一座山的质量)时,大小只有一个质子般,温度便高于10^12度,这时的辐射便是由伽玛射线光子和大质量基本粒子混合组成;

当黑洞的质量去到很低时,黑洞便会以剧烈的爆发来了结自己的生命,而它在最后0.1秒里释放的能量相当于一百万颗百万吨级氢弹。

如果你接近黑洞的中心,黑洞的引力效应——「潮汐力」,会把任何物体撕碎,这过程称为意大利粉化。

会通去边?

正常来说是不能通到其他地方的,只会坠入黑洞奇点,成为黑洞的一部分。

但亦有人认为坠入黑洞后会穿过虫洞(又称灰道)并由称为「白洞」的地方出来。

简单的来说,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。

目前天文学家已经实际找到黑洞,但白洞并未真正发现,还只是个理论上的名词。

所以白洞的存在性还有待商确……

关于黑洞的资料 黑洞是什么

1、黑洞(英文:BlackHole)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。故而,“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。

2、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”。

3、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黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和γ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轨迹来得出,还可以取得其位置以及质量。

4、北京时间2019年4月10日21时,人类首张黑洞照片面世,该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。

5、北京时间3月24日晚10点,中国科学家参与的事件视界望远镜(ETH)合作组织公布最新研究成果:偏振光下M87超大质量黑洞的影像。

黑洞的资料

黑洞是一个时空的黑暗区,由一些质量颇大的星体经重力塌缩后,所剩余的东西就成了黑洞。它的基本特徵是有一个封闭的视界,这视界就是黑洞的边界,一切外来的物质和辐射可以进入这视界以内,但视界内任何物质都不能从里面跑出来。我们可用一句”有入无出”来形容它。

黑洞产生之谜?

当一颗质量相当大的星体之核能耗尽(超新星爆发)后,残骸质量比太阳质量高3倍的恒星核心会演化成黑洞(若中子星有伴星,而中子星吸收足够伴星的物质,也能演化成黑洞)。在黑洞内,没有任何向外力能维持与重力平衡,因此,核心会一直塌缩下去,形成黑洞。

当物质掉进了事界,纵使以光速计算,也不能再走出来。

爱因斯坦以几何角度把黑洞解释为空间扭曲的洞,物质随空间而行,如果空间本身就是洞,是没有物质可逃出的。

黑洞分为四种:

恒星演化出来的黑洞、原始黑洞、重量级黑洞和研究中的中量级黑洞。

黑洞也有界限?

当一个黑洞形成后,所有物质都会向中心塌缩成一个非常细小的质点,称为奇点,黑洞的表面层称为「事件穹界」。

而这表面层和中心奇点的距离就是史瓦半径。任何物质要从黑洞的史瓦半径跑到外面去,它的逃离速度便要大於光速。

但根据狭义相对论,光速是速度的极限,因此,一切物质到了事件穹界便扯向中心的奇点,永不能逃出来。

黑洞是看不见的吗?

黑洞是个因为重力太强以致连速度最快的光也无法脱离的天体。黑洞周围的时空也受到重力的影响而扭曲,产生了一个"事地平面",任何物质只要被它吞噬就再也逃脱不出这范围,它的半径称为"重力半径"。由於连光也无法脱离,所以无法看到事象平面之内侧。

黑洞之发现?

於1990年4月27日,哈勃太空望远镜 Hubble Space Telescope的启用,为人类探索太空揭开了新的一页,虽然在制造时出了错误,使影像大打折扣,可是仍对天文学有莫大的贡献。

近来,人类对一直只是存在於理论范畴内的黑洞,已透过哈勃太空望远镜,有了进一步的证据。於仙女座大星系M31附近的M32发现了一个质量大於太阳三百万倍的黑洞。M32是在我们的银河系附近,距离地球2.3百万光年的星系。它是人类所知密度最高的星系,於直径只有一千光年的范围内(我们的银行河系直径约十万光年),包含了四百万颗星,中心和密度是我们的银河系100个一百万倍左右。假设你生活於M32中心的行星上,你会见到一个密布星光的夜光,光度比一百倍满月还要亮。科学家是由星星於该星系的活动,及其中心密度而推测的。此星系内之星星移动速度较其它一般星系每秒快了100公里。

齐来寻找黑洞吧!

由於黑洞不能发出光线,体积又非常细小,所以是不可能用天文望远镜规测得到地的。但根据理论,如果一对双星中的伴星是黑洞,那麼主星的物质被吸引向黑洞而形成一个吸积环。由於吸积环的物质互相摩刷而引起高温,因而辐射X光线。於是,黑洞搜索者就将重点於X射线密近双星上。

1962年,人们探测所得,位於天鹅座鹅颈内有一股X射线,并将该源命名为是非常有可能是一黑洞。天鹅座X-1是一 X射线源,它的一颗子星 是超蓝巨星,那可能是黑洞而看不见的子星质量。

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