探秘黑洞：它是恒星衰亡后形成的产物，吸收附近所有物质甚至光线
www.zhiqu.org 时间： 2024-06-01
晴朗的夜晚人们遥望星空，那些亮晶晶的小星星看起来没有什么个性，它们存在的惟一证明只是它们的明亮。然而还有不发出亮光的星体，它们的意义更为重大。美国宇航局曾经发射了高能的天文观测系统，研究太空中看不见的光线。在发回的X射线宇宙照片中，最惊人的一幕是那些从前认为消失了的星体依旧放出强烈的宇宙射线，远甚于太阳这样的恒星体。这证明了长久以来一个怪异的设想：宇宙中存在着看不见的“黑洞”。
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。
黑洞的性质不能用常规的观念思考，但是它的原理中学生都能接受。黑洞形成的必要条件就是一个巨大的物体，集中在一个极小的范围。晚期的恒星恰巧具备了这个条件。当恒星能量衰竭时，高温的火焰不能抵消自身重力，逐渐向内聚合，原子收缩。牛顿法则起作用了：恒星进入白矮星阶段，体积变小，亮度惊人。白矮星进一步内聚，最后突然变成一个点，整个过程不到一秒。在我们看来，恒星消失了，一个黑洞诞生了。
一个像太阳这样大的恒星自身引力如此之大，可能最终收缩成一个高尔夫球，甚至“什么都没有”。由于无限大的密度，崩坍了的星体具有不可思议的引力，附近的物质都可能被吸进去，甚至光线都不能逃脱——这是看不见它的原因。这个深不可测的洞，就被称为“黑洞。科学家相信大多数星系的中心都有黑洞，包括我们身在其中的银河系。根据相对论，90%的宇宙都消失在黑洞里。所以一种更令人吃惊的说法是：无限的黑洞乃是宇宙本身。
那么，怎么才能在无际的太空中发现黑洞呢？天文学家利用光学望远镜和X线观察装置密切地注视着几十个双子 星座 ，它们的特别之处在于两个恒星大小相等，谁都不能俘获谁，因而互为轨道运转。如果其中一颗星发生不规则的轨道变化，亮度降低或消失，有可能就是因为附近产生了黑洞。
人类为 探索 黑洞付出了不懈努力。最为成功的一次是在肯尼亚发射的第一颗X射线卫星观测系统，被称作“乌胡鲁”，这个装置在发射后运行3个月就感到天鹅 星座 的异常，天鹅座X—1星发出的如无线电波”使得人们可以准确地测定它的位置。X—1星比太阳大20倍，离地球8000光年。研究表明这颗亮星的轨道发生了改变，原因在于它的看不见的邻居—个有太阳5至10倍大的黑洞，围绕X—1旋转的周期是5天，它们之间的距离是1300万英里。这是人类确定的最早的一颗黑洞体。
自从哥白尼和伽利略以来，还没有一个关于宇宙的理论具有如此的革命性。黑洞的普遍性一旦证实，那么，宇宙将比我们所想像的还要神秘。我们知道宇宙处于不断的扩张中，这是“宇宙核”初始爆炸的结果，宇宙核仍是一切物质的来源。当那里的物质越来越稀薄时，宇宙是否停止扩张？天体的巨大引力是否最终引起字宙收缩？相对论的回答是肯定的。黑洞的存在也证实了它的预言。即使宇宙不会消失在一个黑洞中，也可能会消失在几百万个黑洞中。另外，彻底揭开黑洞之谜，还意味着给予人类终极命运的一个明确的答案。
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#瞿鱼滕# 黑洞怎么形成的?黑洞到底是怎样一个恐怖怪物?为什么它能吞下任何接近它的物质?宇宙中到底有多少这样... -
(15769523606)： “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...
#瞿鱼滕# 黑洞到底是什么东西
(15769523606)： 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....
#瞿鱼滕# 什么是黑洞?它是如何形成的?
(15769523606)： 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...
#瞿鱼滕# 黑洞是种什么天体?黑洞又是怎么形成的? -
(15769523606)： 黑洞是一种时空曲率无限大,引力膨胀到无可估量的天体.它是由一个“史瓦西奇点”构成的.大质量的恒星步入衰老期之后,经过一段时间的演变,密度超过了一定的上限,就会转化为黑洞. 我们都知道,可观测宇宙内,有着无数让人类谈之...
#瞿鱼滕# 黑洞到底是什么
(15769523606)： 黑洞是宇宙中一种具有巨大质量及引力的星体.
#瞿鱼滕# 宇宙之谜——黑洞, 谁能解释一下? -
(15769523606)： 什么是黑洞: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...
#瞿鱼滕# 宇宙黑洞里有啥? -
(15769523606)： 黑洞是一个时空区域,黑洞的中心是一个奇点,会产生一个引力场,完全处于引力场之内或靠近奇点的物体,连光(所有的光子)也无法逃脱,被强大的引力撕成碎片;物体或光一半处于引力场之外,一半在引...
#瞿鱼滕# 什么是黑洞怎样形成的?它为什么可以吸光…为什么存在物质、空间 -
(15769523606)： 黑洞[1][2]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.
#瞿鱼滕# 黑洞是什麽?是如何产生的?对人类有何影响? -
(15769523606)： 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....
#瞿鱼滕# 黑洞到底是什么物质为什么可以吸收光 -
(15769523606)： 它是高度密集的奇异物质,由于密集程度极高使其周围一定范围内的时空都自我封闭起来,这样的空间使得物质只进不出,连光也不例外.
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。
黑洞的性质不能用常规的观念思考，但是它的原理中学生都能接受。黑洞形成的必要条件就是一个巨大的物体，集中在一个极小的范围。晚期的恒星恰巧具备了这个条件。当恒星能量衰竭时，高温的火焰不能抵消自身重力，逐渐向内聚合，原子收缩。牛顿法则起作用了：恒星进入白矮星阶段，体积变小，亮度惊人。白矮星进一步内聚，最后突然变成一个点，整个过程不到一秒。在我们看来，恒星消失了，一个黑洞诞生了。
一个像太阳这样大的恒星自身引力如此之大，可能最终收缩成一个高尔夫球，甚至“什么都没有”。由于无限大的密度，崩坍了的星体具有不可思议的引力，附近的物质都可能被吸进去，甚至光线都不能逃脱——这是看不见它的原因。这个深不可测的洞，就被称为“黑洞。科学家相信大多数星系的中心都有黑洞，包括我们身在其中的银河系。根据相对论，90%的宇宙都消失在黑洞里。所以一种更令人吃惊的说法是：无限的黑洞乃是宇宙本身。
那么，怎么才能在无际的太空中发现黑洞呢？天文学家利用光学望远镜和X线观察装置密切地注视着几十个双子 星座 ，它们的特别之处在于两个恒星大小相等，谁都不能俘获谁，因而互为轨道运转。如果其中一颗星发生不规则的轨道变化，亮度降低或消失，有可能就是因为附近产生了黑洞。
人类为 探索 黑洞付出了不懈努力。最为成功的一次是在肯尼亚发射的第一颗X射线卫星观测系统，被称作“乌胡鲁”，这个装置在发射后运行3个月就感到天鹅 星座 的异常，天鹅座X—1星发出的如无线电波”使得人们可以准确地测定它的位置。X—1星比太阳大20倍，离地球8000光年。研究表明这颗亮星的轨道发生了改变，原因在于它的看不见的邻居—个有太阳5至10倍大的黑洞，围绕X—1旋转的周期是5天，它们之间的距离是1300万英里。这是人类确定的最早的一颗黑洞体。
自从哥白尼和伽利略以来，还没有一个关于宇宙的理论具有如此的革命性。黑洞的普遍性一旦证实，那么，宇宙将比我们所想像的还要神秘。我们知道宇宙处于不断的扩张中，这是“宇宙核”初始爆炸的结果，宇宙核仍是一切物质的来源。当那里的物质越来越稀薄时，宇宙是否停止扩张？天体的巨大引力是否最终引起字宙收缩？相对论的回答是肯定的。黑洞的存在也证实了它的预言。即使宇宙不会消失在一个黑洞中，也可能会消失在几百万个黑洞中。另外，彻底揭开黑洞之谜，还意味着给予人类终极命运的一个明确的答案。
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#瞿鱼滕# 黑洞怎么形成的?黑洞到底是怎样一个恐怖怪物?为什么它能吞下任何接近它的物质?宇宙中到底有多少这样... -
(15769523606)： “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...
#瞿鱼滕# 黑洞到底是什么东西
(15769523606)： 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....
#瞿鱼滕# 什么是黑洞?它是如何形成的?
(15769523606)： 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...
#瞿鱼滕# 黑洞是种什么天体?黑洞又是怎么形成的? -
(15769523606)： 黑洞是一种时空曲率无限大,引力膨胀到无可估量的天体.它是由一个“史瓦西奇点”构成的.大质量的恒星步入衰老期之后,经过一段时间的演变,密度超过了一定的上限,就会转化为黑洞. 我们都知道,可观测宇宙内,有着无数让人类谈之...
#瞿鱼滕# 黑洞到底是什么
(15769523606)： 黑洞是宇宙中一种具有巨大质量及引力的星体.
#瞿鱼滕# 宇宙之谜——黑洞, 谁能解释一下? -
(15769523606)： 什么是黑洞: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...
#瞿鱼滕# 宇宙黑洞里有啥? -
(15769523606)： 黑洞是一个时空区域,黑洞的中心是一个奇点,会产生一个引力场,完全处于引力场之内或靠近奇点的物体,连光(所有的光子)也无法逃脱,被强大的引力撕成碎片;物体或光一半处于引力场之外,一半在引...
#瞿鱼滕# 什么是黑洞怎样形成的?它为什么可以吸光…为什么存在物质、空间 -
(15769523606)： 黑洞[1][2]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.
#瞿鱼滕# 黑洞是什麽?是如何产生的?对人类有何影响? -
(15769523606)： 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....
#瞿鱼滕# 黑洞到底是什么物质为什么可以吸收光 -
(15769523606)： 它是高度密集的奇异物质,由于密集程度极高使其周围一定范围内的时空都自我封闭起来,这样的空间使得物质只进不出,连光也不例外.
