什么是黑洞??

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“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。。

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我补充一点,是以上所有回答者都?]有题到的:黑洞不但可吞没光,还可吞没时间!(这要用 天体物理学 ?斫忉?。太深啦,我不懂。)

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简单的说,黑洞就是一种特殊的天体,这种天体质量比较大且很致密,形成了非常强的引力场,使得其周围的逃逸速度大于光速,这个区域之内,光无法射出,就形成了黑洞。

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黑洞是一种非常神秘的天体。它的体积很小,但密度却大得惊人,每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。由于它的密度大,所以引力也特别强大。不管什么东西,只要被它吸进去,就别想“爬”出来,连跑得最快的光也逃脱不掉黑洞的巨大引力。  由于黑洞本身不发光,所以用任何强大的望远镜都看不见黑洞。尽管如此,大多数科学家仍相信,宇宙中有着许许多多黑洞。当大质量的恒星演化到晚年,经过超新星爆发,就有可能坍缩成黑洞。在宇宙早期,也会形成一些小黑洞。小黑洞的体积只有原子核那么大,质量和一座山差不多,达到上亿吨,里面蕴藏的能量相当于10个大型的发电站。   黑洞就像一个谜,没有人能看见它。但黑洞强大的吸引力会影响它附近的天体,这些天体在被黑洞吸引、吞没的过程中,会发射出X射线或γ射线,而一旦落入黑洞,便无影无踪。科学家就是通过观测这些射线,发现了黑洞的蛛丝马迹。例如,天鹅座X—1的伴星可能就是一个黑洞。还有科学家认为,银河系的中心也存在一个巨大的黑洞。 。

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黑洞是我们宇宙中最奇怪、最神秘的物体,它们像宇宙中的真空吸尘器,能吞没靠近它们的任何东西,不论是大头针还是体积是太阳1亿倍的星体,黑洞都能吞没。它们没有明确的目的,只是在时空中穿梭。宇宙中人类所认知的星体有2000亿个,天文学家相信在宇宙中有无数个黑洞,通过对黑洞深处的研究将揭开宇宙形成的奥秘。   黑洞是如何形成的?   继牛顿之后,一位名叫约翰?米歇尔的英国科学家预测,有一种物体有很强的引力场,以至于连光线都不能够逃逸。对于这一理论,法国数学家及科学家拉普拉斯作了明确的解释,而最有说服力的是奥本海默和他的同事提出的理论。奥本海默和施奈德合写了一篇关于星体及星云裂变的文章,其描述与我们现有的照片非常相似。那时,人们不叫它黑洞,这个名字是后来才有的。这些观察都证明,黑洞是真实存在的。   为了了解黑洞是如何形成的,首先需要知道宇宙是如何形成的。宇宙大约在150亿年至200亿年前形成。它始于无限密集且温度非常高的一个点,科学家称这一点为奇点,我们所知的自然法则对它完全不适用。它积累了大量的物质,到达一个极点后爆发,科学家称这种现象为大爆炸。大爆炸之后,小的气体云再一次集中起来,并在引力的影响下组合。因此,就形成像太阳一样的星体。太阳的历史大约为50亿年。它不会永远存在,再过50亿年太阳将会消亡。太阳可以将光和热量送到3。8亿公里之外。这些能量来自核裂变反应,在温度高达1500摄氏度时,氢转化成氦。当太阳到了生命尽头时,它将不能承受内部裂变反应的压力。热气使太阳膨胀并使它爆裂,然后,地球上的所有生命和其他行星将会湮灭。在此过程中,太阳将会变异成一个红色的巨星。当太阳的燃料最终用完后,它可能在自身重心的影响下分裂。许多像太阳一样的星体压缩成我们所知的中子星。黑洞源自于中子星,其数量比太阳一样的恒星多很多倍。   科学家怎样发现了黑洞?   渴望靠近星体是人类古老的梦。由于16世纪天文望远镜的出现,帮助我们解开了天体之谜。今天的射电望远镜的出现使我们能更准确地观察宇宙。1990年哈勃太空望远镜的发射升空,使我们能够更深入地观测宇宙。哈勃太空望远镜是以埃德温?哈勃的名字命名的,他早在1929年就注意到宇宙是持续扩张的。哈勃太空望远镜在我们的银河系中心所拍的照片非常清晰,基于这些照片,科学家推测在银河系中心有一个巨大的黑洞。科学家早已推测在银河外星系的中心有黑洞存在,当然有确切的证据。   天文学家用夏普超级照相机拍摄了6000亿个小斑点,其照片通过高性能的电脑阅读、分析,这就是天文学家如何在银河系中心发现了一个巨大黑洞的过程。如何拍摄一些事实上看不见的东西呢?天文学家从中心点按某种特定的,不同的间隔来观察星体,测量它们确切的速度。其结果发现和太阳系相似之处在于:越接近中心,星星移动得就越快。就像太阳系一样,在中心处有一个堆,它能控制一切。它不是一个太阳堆,而是250万个太阳堆同在一个非常小的体积里。中间的白色圆点是星星在黑洞周围旋转,这是一种死亡舞蹈,它们不可抗拒地旋入黑洞的中心并被吞没。   如果一个星体比太阳大很多,那么这样一颗星体会在相对短的时间也就是几百万年内爆炸;如果一颗星体比太阳大几百倍,那么它所剩的只有灰烬,如果这些灰烬有足够的重量,那就会崩裂而形成一个小黑洞。在银河系中,黑洞之所以出现在中心位置,可能是由于在其巨大引力下将星体拉到中心,形成了非常稠密的星体堆。在某个时候星体大量地滑移,彼此融化,形成一个中等尺寸的黑洞,它们通过不断吸入其他物质、星星和气体,随着时间的推移,黑洞会越变越大。卫星投入使用后,天文学家及宇宙学家开始揭示黑洞的理论原理,我们也因此了解到更多关于宇宙及黑洞的知识。   黑洞内部有什么秘密?   黑洞内部有什么秘密在等待我们去探索呢?所有的物质,无论是灰尘还是行星,都趋向于黑暗,被重心巨大的力量所牵引,潜伏在内部的某个地方,这就是时间与空间分离的地方。   物理学家曾相信只有三维空间,即长度的维数、高度的维数及宽度的维数。三维的意思是三个数字让我们把一切事物放置在从你的鼻尖到宇宙的尽头。爱因斯坦说要引入第四维;时间,就是说宇宙由四维组成。为了理解宇宙的性质,我们不得不特别关注时间的维数。通常我们经历时间和空间是非常困难的事情。我们已经在太空中认知了三维。通常我们看表时只是感知时间,但不能影响时间。时间的运动总是在同一个方向上进行———从过去到将来。我们既不能让时间逆转,也不能让时间停止,更不能让时间提前。自然科学家把空间和时间用数字的方式描述成一个单元,时空,时间是第四维的。在1905年,爱因斯坦创造了数学原理,即他的特殊理论———广义相对论,来统一时间和空间。此理论证明一个运行的时钟比一个静止的时钟走得慢。也就是说,一个移动很快的物体,时间过得比在地球上慢。在飞机上,时间的延伸只是亿万分之一秒,然而,这个时钟仍然非常精确,足以证明爱因斯坦的理论。   根据爱因斯坦的理论,按轨道环绕地球的飞行员,大约每小时行驶73000公里,时间过得却非常慢。为什么会这样呢?在广义相对论里没有绝对的时间。爱因斯坦把时间和空间作为动力来理解。因此时空不是平直的而是卷曲的。为了理解这一理论,我们想象一个空间作为一个有弹性的橡胶布。大量的天上星体创造了一个槽,就像蹦床上的保龄球一样。所有的物质都沿最小阻力的曲线轨道而运行,因此,物质决定了时空的曲率,同时时空决定了物质的运行行为。在太阳周围的区域,重心使时空卷曲。太阳背后的星光沿这个曲率运行并被弯曲。因此,星体的位置对于地球上的观察者来说有些歪斜。巨大的物质能使时空卷曲,它的功能就像曲光镜。   黑洞的奇点符合大爆炸的奇点。宇宙的密度及时空的曲率在这儿是无限的。数字不能处理无限的数字,所以奇点是抽象的点,没有人会到达那里。当你到达黑洞的中心会发生什么,就像在大爆炸之前会发生什么一样,这个答案目前无法回答,但黑洞给我们提供了发挥奇异思考的空间。   宇宙会被黑洞吞没吗?   黑洞能吸进整个宇宙吗?在原则上没有什么东西可以充满黑洞,但是我们的宇宙正在飞速地扩张。科学家发现其他河外星系都在移动,而且越到将来,它们移动的速度越快。如上所述,在银河系中心有一个大的黑洞,这个黑洞没有足够大的能量来停止扩张,宇宙本身也没有足够大的能量停止扩张。最终宇宙扩张到极限而再回转是可能的。有许多天文学家及理论物理学家相信这种现象将会发生。如果是那样,宇宙本身就是一个黑洞,它本身被吸入,然后再回到所有黑洞内部最终的奇点。   如果一个勇敢的宇航员乘坐火箭船,在黑洞边缘绕行,穿过黑洞的地平线,在那里将会发生什么样的情景?他将会遭遇什么样的危险?不幸的是,他将不能告诉我们他所知道的一切。因为这是一个单程旅行。他将会被强大的引力所吸引,并且像意大利面条一样抽出直到被扯碎。他不会生还……   如果一件东西不慎落入黑洞的中心,物理学家相信也许它不会丢失,它很可能过黑洞落入另一个宇宙,这就是虫洞。例如,两点之间最短的距离是直线,这是我们在小学就学到的知识。然而,物理学家认为这个结论不正确,因为一条直线不是两点间最短的距离。我们能在多维空间将纸弯曲,让两点彼此接触,所以虫洞是捷径,是最短的距离。通过多维空间的捷径,通过第三维,允许我们取巨大的距离,也许在一段时间内来回移动第四维,进行一次奇妙的时间旅行,这看起来不可思议,要能实现,可能要依赖黑洞的帮助。根据爱因斯坦的相对论,物理学家假设一个黑洞有两个末端,两个末端在时空的不同地区开始,直到20世纪80年代。这些隧道被看做为科幻作家的想象,科学家则排斥时间旅行的可能性。   但是斯蒂芬?霍金相信某一段的时间旅行是可能的,但是必须建立一个时间机器。理论上说,一个时间机器可能会起作用。太空船进入黑洞的虫洞,而在另一个时间另一个地点出现,太空船捕捉到一个行星,行星的引力就像磁铁。时间随着每一次旋转而慢下来。事实上,对于移动的物体来说,时间流逝较慢,也适用于虫洞的末端。如果遵循物理学家的假设,那么虫洞不必在宇宙空间,然而能与其他宇宙连接。许多科学家相信,我们的宇宙在渐渐地扩张,总有一天它会崩裂。如果这个最后的崩裂也被称为大爆炸,那么我们的宇宙能通过虫洞漫步并且产生新宇宙。这种想法让我们推测,宇宙的形成可追溯到150到200亿年以前,就是我们所称的多宇宙论。也许我们的宇宙并不孤独;也许我们的宇宙有孩子,也许我们的宇宙本身会发出隆隆的声音。  随着历史的进程,人类已揭示了许多宇宙的秘密。但是对于那些古老之谜你能找到真正的答案吗?一件事是肯定的:许多问题的答案仍藏在黑洞的深处。

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就是连“光”都过不去的洞。