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不尽然,黑洞是宇宙最黑的东西。由于它们具有巨大的空间屈曲引力,落入黑洞的任何东西都会立刻被撕碎,消失。然而,我们从未见过黑洞空间是个什么样子,因为没有任何东西能够从中逃逸出来,即使光也不例外。然而,真的是“没有任何东西” 吗?其实,说“几乎没有”,应该更准确一些。要说明这一点,首先要了解两个名词,一个叫“势垒”,一个叫“量子隧道效应”。 势垒就是势能比附近的势能都高的空间区域,而隧道效应是由微观粒子波动性所确定的量子效应,又称势垒贯穿。粒子运动,若遇到一个高于粒子能量的势垒,按照经典力学,粒子是不可能越过势垒的;但按照量子力学,则可以解出除了在势垒处的反射外,还有透过势垒的波函数,这表明在势垒的另一边,粒子具有一定的概率,粒子贯穿势垒。传统观点认为,任何放射物都无法从黑洞里逃逸出来。在黑洞表面内部,空间下陷的速度比光还快,因此如果运行速度不比光快,任何东西都无法穿越黑洞表面。但是从量子力学考虑,黑洞内部的一些东西逃逸出来并非不可能。然而,达到这个目的需要非常特殊的条件。除了量子隧道以外,量子力学也允许粒子越过黑洞表面。事实上,这种“量子起伏”随时都能发生:真空环境会自然产生粒子-反粒子对,不过它们通常会立刻湮灭对方。
谁能告诉我一些关于黑洞的知识?
对于质量为太阳3倍的理论最小恒星级黑洞,其平均密度可达2×10^18千克/立方米。
1、定义和形成
黑洞是由质量非常庞大的恒星坍缩而成的天体,它的重力场极为强大,连光都无法逃脱。黑洞的形成通常由恒星内部核聚变反应燃烧尽时,其自身的引力无法抵抗内部衰变所引起的坍缩而形成。
2、紧缩到无限密度?
传统的理论认为,黑洞的核心是一个无限密度的点,被称为奇点。这个奇点处的密度无法用传统的方法和物理规律来描述,因为在奇点处,质量坍缩得无限集中,体积为零。
3、事件视界和质量集中
黑洞的密度与其质量和体积之间存在着复杂的关系。黑洞的质量越大,密度越高。然而,密度的概念在黑洞的表面变得模糊,因为黑洞的真正特征是其事件视界。
4、事件视界和引力场
在黑洞的事件视界内部,引力场极强,以至于光也无法逃脱。这是因为黑洞质量坍缩成无限小的点,使得其引力场无限增强。在事件视界范围内,质量并不均匀分布,因此黑洞的密度也不再是单一的值。
拓展知识:
关于黑洞密度的问题,还存在一些有待解决的科学问题和争议。传统的理论认为黑洞核心的密度是无限大的,但这与当前的物理学理论相矛盾,因为无限大的密度会导致物理定律的矛盾。
此外,一些理论物理学家尝试通过量子力学和弦理论等新的物理模型,来解释黑洞核心的性质和密度分布。他们认为黑洞核心的实际情况可能远复杂于传统的奇点模型,可能存在着一种更为抽象和非常规的结构。
总体而言,黑洞是宇宙中极其致密的天体,其密度与质量之间的关系复杂并仍在深入研究之中。黑洞的核心被认为是一个密度极高的奇点,但具体的物理特性和密度分布仍存在许多未解之谜。科学家们在对黑洞的研究中不断探索和挑战传统的物理理论,以更好地理解黑洞的性质和结构。
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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