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天体物理学杂志发布迄今为止最清晰的超大质量黑洞

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天体物理学杂志发布迄今为止最清晰的超大质量黑洞

我知道宇宙中存在暗能量,理论上它具有排斥作用,恒星、行星和气体等可见宇宙物质只占宇宙的9%,8%为暗物质,剩余的3%是暗能量。2月19日,国际学术期刊《科学》和《天体物理学报》的三篇文章联合发布对第一个恒星级黑洞——天鹅座X1的最新精确测量结果。国家天文台等国际联合科研团队研究发现,天鹅座X1包含了一个21倍太阳质量的黑洞,并且其自转速度极接近光速。【恒星级黑洞】恒星级黑洞由大质量恒星死亡形成,是宇宙中广泛存在的“居民”,理论预言银河系中有上亿颗恒星级黑洞。黑洞是一种体积极小、质量极大的天体(质量大约是太阳的20倍)如同一个宇宙“吞噬之口”,连光也无法逃逸。恒星级黑洞简介黑洞是一种体积极小、质量极大的天体,如同一个宇宙“吞噬之口”,连光也无法逃逸。天文学家根据黑洞质量的不同,将黑洞大致分为恒星级黑洞(100倍太阳质量以下)、中等质量黑洞(100-10万倍太阳质量)和超大质量黑洞(10万倍太阳质量以上)。恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的,是宇宙中广泛存在的 “居民”。一颗恒星演化到最后如果剩下的质量太多(大于3倍太阳质量),多到既不能形成白矮星,也不能成为中子星,一旦进入死亡阶段,就没有任何力量可以阻止这颗恒星在终极引力的作用下持续塌缩,最终形成致密的黑洞。球状星团和矮星系中心或许有中等质量的黑洞,而在星系的中心存在着超大质量黑洞,比如银河系中心就有一个约400万倍太阳质量的超大质量黑洞。根据广义相对论,可以存在任何质量的黑洞。质量越少,形成黑洞所需的密度就越高(史瓦西半径)。直至目前为止,还没有发现任何可以制造少于1个太阳质量的黑洞方法。但如果它们存在,它们极有可能是微黑洞。恒星的引力坍缩是一个形成黑洞的自然过程。当恒星寿终正寝时,即所有能量耗尽后,引力坍缩是无可避免的事态。如果恒星的坍塌质量低于临介值时,将会生成白矮星或中子星的致密星。这些星体拥有极大的质量,所以,如果致密星的质量超过此临介值时,引力坍塌会继续,然后突变为重力坍塌,形成黑洞。虽然还没证实到中子星的最大质量,但估计也有3倍太阳质量。直至目前为止,质量最小的黑洞大约有8倍太阳质量。另外,也有观察证据证明有两种质量比恒星黑洞更大的黑洞,它们是中介质量黑洞(位于球状星团的中心)和超大质量黑洞(位于银河系和活动星系核的中心)。一个黑洞最多只能拥有以下三个特性:质量、电荷和角动量(旋转)。所有自然生成的黑洞都会旋转,但并没有确实观察旋转状况。恒星黑洞的旋转是因为恒星的角动量守恒而造成的。

人类已知的最大黑洞是S5 0014+81,在质量要比我们的太阳重400亿倍,仔细想想,这真的很大。           这是一个艺术家对这个巨大黑洞所作的印象图。中间的那个小点是我们整个太阳系。 只有旅行者号探测器到达了那么远的距离,并且这花了30多年的时间。 要真正理解这个大小,你需要知道黑洞的直径是025光年。 1光年是光在1年中能传播的距离,考虑到光以每秒397英里的速度传播, 这是一段很长的距离。(1光年5,878,625,373,608英里)让我们考虑旅行者1穿越该距离要花费多长时间:黑洞直径:147,056,087,079英里,但这是实际视界直径。 物质中心的实际大小要小得多。考虑到黑洞源的亚原子粒子不再被相对较大的扩张所分开,可以假设/计算“中子星”的直径。航海家速度1:38,610 mphd = vtd = 46小时= 79年大约要经过435年(有点慢)才能穿越这个物体。是的,它非常大。有两个非常强劲的竞争者竞争巨大黑洞冠军的称号。一个是在银河OJ 287(被称为Blazar)中心的黑洞,由于其活跃而与常规类星体不同,这个术语也指紧凑的星系外无线电源。 这个星体实际上是由两个超大质量黑洞组成的系统。 其中一颗小行星的质量大约是太阳的180亿倍,而其同伴的质量是太阳的1亿倍(作为参考,射手座A *,我们的常驻超大质量黑洞是虾,是太阳质量的400万倍)。 根据天体物理学家对这对行星的计算,很明显,较小的行星将在几千年内螺旋成较大的行星,从而使后者变得更大。           巨大黑洞的另一个竞争者是位于NGC 1277星系中心的黑洞。这是一个比较接近我们星系的黑洞,实际距离我们有2亿光年。 加上所有的1,200亿个恒星,它的质量实际比我们居住的银河系小。 但这个黑洞是170亿个太阳质量,或银河总质量的14%,尤其当星系中超大质量黑洞的标准质量通常约为银河总质量的1%时,它的巨大就更加显著了。           虽然以上两个是目前已知的巨大黑洞的例子,但有些星系的质量要比这个大得多。 IC 1011是已知的最大星系,距离其核心约200万光年。 直径就是四百万光年,相当于100万亿个太阳质量,这是已知的最庞大的星系。 遗憾的是,星系距离我们太远,其中心黑洞的活跃程度不足以有效地估计其质量。 但是,如果将银河系总质量的1%视为中心超大质量黑洞的标准,那么IC 1011的中心位置很容易出现令人难以置信的1000亿太阳质量的超大黑洞。

本次公布的银河系中心黑洞是人马座A*,该黑洞是银河系中心的超大质量黑洞。这张照片让人们认识了人类所在的银河系中心的黑洞的样貌,对人类研究银河系的演化,太阳系的演化和宇宙的演化提供了研究的方向。黑洞是爱因斯坦广义相对论中预言的一种天体。这种天体是超大质量的恒星死亡后,由于引力坍缩形成的。任何物质都无法逃脱其强大的引力,甚至是宇宙中速度最快的光,在可见光波段,我们是无法通过光学望远镜直接看见黑洞。本次银河系中心的超大质量黑洞是通过事件视界望远镜合作组织通过分布在全球的射电望远镜组网拍摄而成,这个组网后的射电望远镜相当于地球大小的射电望远镜放大率,然后联合收集数据并生成了黑洞的照片,这些照片会通过互联网传输到超级计算机中进行数据合并和制作。科学家通过红外望远镜经过长达几十年的观测和研究发现,银河系中心的恒星群都是围绕看不见的引力源运动。人马座A*黑洞直径达到了4800万公里。质量大约太阳的400万倍数,距离我们大约有2万7000光年。公布该黑洞的照片对我们持续的研究宇宙的奥秘意义重大。首先黑洞的诞生是否与银河系的诞生是有直接的关系的。马座A*黑洞是否支配了银河系的诞生和演化,同样宇宙的中心是否也存在更大质量的黑洞,用来支配宇宙的诞生和演化。地球上物种是从何处来,我们的宇宙是如何演化的,我们的宇宙的最终命运会走向何方。人类是不是宇宙中唯一的智慧生物。这些问题都可以通过研究黑洞得到答案。单纯从物理学和天文学的角度思考,控制宇宙命运的是万有引力,通过研究黑洞就可以对万有引力的本质做个一个全面的揭示,找到终极的理论来描述我们的宇宙。

根据星球死亡前的质量决定黑洞产生时的大小,简单来说就是星球死亡之后压缩质量的大小来决定。

天体物理学杂志发布迄今为止最清晰的超大质量黑洞论文

我知道宇宙中存在暗能量,理论上它具有排斥作用,恒星、行星和气体等可见宇宙物质只占宇宙的9%,8%为暗物质,剩余的3%是暗能量。2月19日,国际学术期刊《科学》和《天体物理学报》的三篇文章联合发布对第一个恒星级黑洞——天鹅座X1的最新精确测量结果。国家天文台等国际联合科研团队研究发现,天鹅座X1包含了一个21倍太阳质量的黑洞,并且其自转速度极接近光速。【恒星级黑洞】恒星级黑洞由大质量恒星死亡形成,是宇宙中广泛存在的“居民”,理论预言银河系中有上亿颗恒星级黑洞。黑洞是一种体积极小、质量极大的天体(质量大约是太阳的20倍)如同一个宇宙“吞噬之口”,连光也无法逃逸。恒星级黑洞简介黑洞是一种体积极小、质量极大的天体,如同一个宇宙“吞噬之口”,连光也无法逃逸。天文学家根据黑洞质量的不同,将黑洞大致分为恒星级黑洞(100倍太阳质量以下)、中等质量黑洞(100-10万倍太阳质量)和超大质量黑洞(10万倍太阳质量以上)。恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的,是宇宙中广泛存在的 “居民”。一颗恒星演化到最后如果剩下的质量太多(大于3倍太阳质量),多到既不能形成白矮星,也不能成为中子星,一旦进入死亡阶段,就没有任何力量可以阻止这颗恒星在终极引力的作用下持续塌缩,最终形成致密的黑洞。球状星团和矮星系中心或许有中等质量的黑洞,而在星系的中心存在着超大质量黑洞,比如银河系中心就有一个约400万倍太阳质量的超大质量黑洞。根据广义相对论,可以存在任何质量的黑洞。质量越少,形成黑洞所需的密度就越高(史瓦西半径)。直至目前为止,还没有发现任何可以制造少于1个太阳质量的黑洞方法。但如果它们存在,它们极有可能是微黑洞。恒星的引力坍缩是一个形成黑洞的自然过程。当恒星寿终正寝时,即所有能量耗尽后,引力坍缩是无可避免的事态。如果恒星的坍塌质量低于临介值时,将会生成白矮星或中子星的致密星。这些星体拥有极大的质量,所以,如果致密星的质量超过此临介值时,引力坍塌会继续,然后突变为重力坍塌,形成黑洞。虽然还没证实到中子星的最大质量,但估计也有3倍太阳质量。直至目前为止,质量最小的黑洞大约有8倍太阳质量。另外,也有观察证据证明有两种质量比恒星黑洞更大的黑洞,它们是中介质量黑洞(位于球状星团的中心)和超大质量黑洞(位于银河系和活动星系核的中心)。一个黑洞最多只能拥有以下三个特性:质量、电荷和角动量(旋转)。所有自然生成的黑洞都会旋转,但并没有确实观察旋转状况。恒星黑洞的旋转是因为恒星的角动量守恒而造成的。

天文学家早就提出,太阳系所在银河系中心可能藏匿着一个超大质量的黑洞。由中美科学家联合组成的一个国际天文研究小组,通过对银河系中心神秘发射源"人马座A*"进行高空间分辨率观测,最新研究结果非常强有力地表明:"人马座A*"就是一个超大质量的黑洞!这一研究的相关研究论文将刊登在11月3日出版的国际权威科学杂志《自然》上。 "黑洞"是根据爱因斯坦广义相对论预言存在的天体,它凭着自身的引力把空间中的一切"禁闭"起来。如何从观测上证明黑洞的真实,是现代天体物理学中最具挑战性的课题之一。 近年来,世界各国的天文学家利用空间天文卫星和地面大型仪器,已经在浩淼无际的太空中发现了很多黑洞"候选人"。其中,1974年发现的位于银河系中心的一个特殊射电源"人马座A*",因距离地球最近,被天文学界公认为研究黑洞物理的"最佳人选"。 由中国科学院上海天文台沈志强研究员、美国国家射电天文台台长鲁国镛、美国加州理工学院梁茂昌、美国哈佛-史密松天体物理中心贺曾朴、赵军辉等科学家组成的国际天文研究小组,利用美国先进的、能提供迄今为止最高空间分辨率的"甚长基线干涉阵(VLBA)",对"人马座A*"进行观测研究,并于2002年11月3日在人类历史上首次成功地观测到"人马座A*"在3.5毫米波长上的图像。 通过对这些图像和数据进行长达两年的深入研究,这个研究小组认为,"人马座A*"的真实直径与地球轨道半径相当,约为1.5亿公里。 而根据科学家以前的研究,"人马座A*"的质量,最小约相当于40万个太阳质量,最大约相当于400万个太阳质量。 按照"质量/体积=密度"的定律,沈志强研究小组推断认为:"人马座A*"的最小质量密度比任何目前已知的"候选黑洞"密度要大一万亿倍以上,最大质量密度则要大十万亿倍以上。 "这么大的密度空间,如果不是黑洞,那还会是什么?"这一国际天文研究小组的领导人沈志强在今天举行的新闻发布会上说。 令人兴奋的是,三年前的那次观测,还是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域。根据爱因斯坦广义相对论,超大质量黑洞的强引力场会致使经过其边缘的光线发生弯曲,从而产生"黑洞阴影"。沈志强表示,如果天文学家未来能用1毫米、甚至更短的波长来观测"人马座A*",就极有可能观测到黑洞阴影,从而可以直接检验广义相对论是否正确。 据悉,目前欧州、美国、加拿大、日本等国已经开始在智利投资建造一个迄今为止世界上观测威力最大的"亚毫米波天线阵",为人类观测神秘太空打开一扇新的"天文窗口"。(完)

因为黑洞的吸引力是非常强的, 所有靠近它的物质都会被它吸引进去,然后强大自身,这也使得它变得越来越大。

这是因为核聚变发生的,一般发生这样子的星体都会有这种东西的,是一种很正常的现象。

天体物理学杂志发布迄今为止最清晰的超大质量黑洞期刊

本次公布的银河系中心黑洞是人马座A*,该黑洞是银河系中心的超大质量黑洞。这张照片让人们认识了人类所在的银河系中心的黑洞的样貌,对人类研究银河系的演化,太阳系的演化和宇宙的演化提供了研究的方向。黑洞是爱因斯坦广义相对论中预言的一种天体。这种天体是超大质量的恒星死亡后,由于引力坍缩形成的。任何物质都无法逃脱其强大的引力,甚至是宇宙中速度最快的光,在可见光波段,我们是无法通过光学望远镜直接看见黑洞。本次银河系中心的超大质量黑洞是通过事件视界望远镜合作组织通过分布在全球的射电望远镜组网拍摄而成,这个组网后的射电望远镜相当于地球大小的射电望远镜放大率,然后联合收集数据并生成了黑洞的照片,这些照片会通过互联网传输到超级计算机中进行数据合并和制作。科学家通过红外望远镜经过长达几十年的观测和研究发现,银河系中心的恒星群都是围绕看不见的引力源运动。人马座A*黑洞直径达到了4800万公里。质量大约太阳的400万倍数,距离我们大约有2万7000光年。公布该黑洞的照片对我们持续的研究宇宙的奥秘意义重大。首先黑洞的诞生是否与银河系的诞生是有直接的关系的。马座A*黑洞是否支配了银河系的诞生和演化,同样宇宙的中心是否也存在更大质量的黑洞,用来支配宇宙的诞生和演化。地球上物种是从何处来,我们的宇宙是如何演化的,我们的宇宙的最终命运会走向何方。人类是不是宇宙中唯一的智慧生物。这些问题都可以通过研究黑洞得到答案。单纯从物理学和天文学的角度思考,控制宇宙命运的是万有引力,通过研究黑洞就可以对万有引力的本质做个一个全面的揭示,找到终极的理论来描述我们的宇宙。

为天文学可以说是发现了宇宙中新的事物,对于航天也有很多的作用,减少了很多危险。

根据星球死亡前的质量决定黑洞产生时的大小,简单来说就是星球死亡之后压缩质量的大小来决定。

非常重要啊,发现黑洞简直就是人类科技和认知里面一个巨大的进步呀

物理论文黑洞

1975年,霍金以数学计算的方法证明黑洞由于质量巨大,进入其边界的物体都会被其吞噬而永远无法逃逸。  黑洞形成后就开始向外辐射能量,最终将因为质量丧失殆尽而消失。而这种辐射并不包含黑洞内部物质的信息。这些信息应当在黑洞中保留下来。但是一旦黑洞消失,这些信息也就丧失了。  这些信息的去向之谜就构成了所谓的“黑洞悖论”。而该假说与量子物理学的理论背道而驰。  量子物理学认为,类似黑洞这样质量巨大物体的信息是不可能完全丧失的。  美国科学家质疑相对论  宇宙中并不存在“黑洞”?  据美国媒体报道,美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室物理学家乔治·卓别林(GeorgeChapline)表示,宇宙中并不存在着所谓的“黑洞”,并认为人们通常所指的黑洞神秘物 质实际上是“黑能(dark-energy)星体”。  长期以来,黑洞已经成为了科幻小说中的重要材料之一。不少人认为,天文学家可以通过间接方式来观察到黑洞的存在,而巨型恒星死亡后就会形成黑洞。但卓别林认为,恒星死亡只会形成“黑能”物质。过去数年中,天文学家对银河系的观察表明,宇宙的70%左右是一种奇怪的“黑能”所组成,正是它们在加速着宇宙的膨胀。卓别林说:“几乎可以肯定地说,宇宙中并不存在着黑洞。”  黑洞是爱因斯坦广义相对论中最为著名的预言之一。广义相对论解释了受巨型恒星重力影响,会导致时空结构产生扭曲的现象。该理论认为,当某颗恒星死亡后,会受自己的重力影响而缩成一个点。但卓别林却认为,爱因斯坦本人也不相信黑洞的存在。  1975年,量子力学专家们表示,黑洞边界确实发生了一些奇怪的事情:遵守量子法则的物质对轻微干扰变得极为敏感。卓别林说:“这个发现很快就被大家忘记了,因为它不符合广义相对论的预言。然而今天看来,它却是完全正确的发现。”他认为,这种奇怪的活动正是时空“量子阶段转变”的证据。卓别林认为,死亡后的恒星并不会简单地形成一个黑洞,而是在该时空内部,它却充斥着黑能,并具备重力影响。  卓别林称,在某颗黑能星的“表面”,它看起来很像一个黑洞,并能制造强大的重力牵引。然而在它的内部,黑能的“负”重力又有可能将物质重新弹出来。如果某颗黑能星体积很大,任何反弹出来的电子转变成了正电子,然后会在高能辐射中消灭其他电子

图中+-号代表不可分割的最小正负弦信息单位-弦比特(string bit)(名物理学家约翰惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit量子信息研究兴盛后,此概念升华为,万物源于量子比特)注:位元即比特

你可以去参考下(现代物理 ),找下自己的灵感和思路

黑洞的演化与形成  摘要:黑洞是一种引力极强的天体,有着巨大的引力场,连光都无法逃逸,所以人们无法 对它的内部运动状态进行直接观测。当天体的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),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。为了研究黑洞,天文学家将目光 集中到了黑洞周围被称为“吸极盘”的旋转物质云团上。物质流的重力能将物质加热到极高温度,产生的 x 射线辐射 会电离外围物质从而发光。天文学家正是通过观测这些光电离谱线, 再结合一定的理论模型,对黑洞进行间接研究的。所以谱线的辨认和 理论模型的正确与否,对于认识黑洞极其关键。  关键词:黑洞;相对论;史蒂芬霍金;万有引力;  正文:  “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。 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”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸,所以我们无法直接观测到黑洞。然而,可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞引申义为无法摆脱的境遇。  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。  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。  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。  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),正像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,人们无法直接观察到黑洞,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。  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。  根据科学家计算,一个物体要有每秒中七点九公里的速度,就可以不被地  球的引力拉回到地面,而在空中绕着地球转圈子了。这个速度,叫第一宇宙速度如果要想完全摆脱地球引力的束缚,到别的行星上去,至少要有2km/s的速度,这个速度,叫第二宇宙速度也可以叫逃脱速度。这个结果是按照地球的质量和半径的大小算出来的就是说,一个物体要从地面上逃脱出去,起码要有这么大的速度。可是对于别的天体来说,从它们的表面上逃脱出去所需要的速度就不一定也是这么大了。一个天体的质量越是大,半径越是小,要摆脱它的引力就越困难,从它上面逃脱所需要的速度也就越大。按照这个道理,我们就可以这样来想:可能有这么一种天体,它的质量很大,而半径又很小,使得从它上面逃脱的速度达到了光的速度那么大。也就是说,这个天体的引力强极了,连每秒钟三十万公里的光都被它的引力拉住,跑不出来了。既然这个天体的光跑不出来,我们当然就看不见它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的,任何物质运动的速度都不可能超过光速既然光不能从这种天体上跑出来,当然任何别的物质也就休想跑出来一切东西只要被吸了进去,就不能再出来,就像掉进了无底洞,这样一种天体,人们就把它叫做黑洞  黑洞是根据现代的物理理论和天文学 理论所预言的,在宇宙空间中存在的一种 质量相当大的天体。历史上,法国物理学家拉普拉斯曾预言:“一个质量为250个太阳,而直径为地球的发光恒星,由于其引力的作用,将不允许任何光线离开它。由于这个原 因,宇宙中最大的发光天体,却不会被我们看见”。  爱因斯坦的广义相对论预测有黑洞解。黑洞动力学为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界, 我们需要讨论广义相对论。 广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于“黑洞”。爱因斯坦在 1916 年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物 体的存在而发生畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又 反过来影响穿越空间的物体的运动。爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害地多。天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。现在再来看看黑洞对于其周围的时空的影响。我们说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。

天文学黑洞论文

看时间简史的第6章!

黑洞的演化与形成  摘要:黑洞是一种引力极强的天体,有着巨大的引力场,连光都无法逃逸,所以人们无法 对它的内部运动状态进行直接观测。当天体的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),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。为了研究黑洞,天文学家将目光 集中到了黑洞周围被称为“吸极盘”的旋转物质云团上。物质流的重力能将物质加热到极高温度,产生的 x 射线辐射 会电离外围物质从而发光。天文学家正是通过观测这些光电离谱线, 再结合一定的理论模型,对黑洞进行间接研究的。所以谱线的辨认和 理论模型的正确与否,对于认识黑洞极其关键。  关键词:黑洞;相对论;史蒂芬霍金;万有引力;  正文:  “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。 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”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸,所以我们无法直接观测到黑洞。然而,可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞引申义为无法摆脱的境遇。  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。  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。  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。  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),正像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,人们无法直接观察到黑洞,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。  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。  根据科学家计算,一个物体要有每秒中七点九公里的速度,就可以不被地  球的引力拉回到地面,而在空中绕着地球转圈子了。这个速度,叫第一宇宙速度如果要想完全摆脱地球引力的束缚,到别的行星上去,至少要有2km/s的速度,这个速度,叫第二宇宙速度也可以叫逃脱速度。这个结果是按照地球的质量和半径的大小算出来的就是说,一个物体要从地面上逃脱出去,起码要有这么大的速度。可是对于别的天体来说,从它们的表面上逃脱出去所需要的速度就不一定也是这么大了。一个天体的质量越是大,半径越是小,要摆脱它的引力就越困难,从它上面逃脱所需要的速度也就越大。按照这个道理,我们就可以这样来想:可能有这么一种天体,它的质量很大,而半径又很小,使得从它上面逃脱的速度达到了光的速度那么大。也就是说,这个天体的引力强极了,连每秒钟三十万公里的光都被它的引力拉住,跑不出来了。既然这个天体的光跑不出来,我们当然就看不见它,所以它就是黑的了。光是宇宙中跑得最快的,任何物质运动的速度都不可能超过光速既然光不能从这种天体上跑出来,当然任何别的物质也就休想跑出来一切东西只要被吸了进去,就不能再出来,就像掉进了无底洞,这样一种天体,人们就把它叫做黑洞  黑洞是根据现代的物理理论和天文学 理论所预言的,在宇宙空间中存在的一种 质量相当大的天体。历史上,法国物理学家拉普拉斯曾预言:“一个质量为250个太阳,而直径为地球的发光恒星,由于其引力的作用,将不允许任何光线离开它。由于这个原 因,宇宙中最大的发光天体,却不会被我们看见”。  爱因斯坦的广义相对论预测有黑洞解。黑洞动力学为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界, 我们需要讨论广义相对论。 广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于“黑洞”。爱因斯坦在 1916 年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物 体的存在而发生畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又 反过来影响穿越空间的物体的运动。爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害地多。天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。现在再来看看黑洞对于其周围的时空的影响。我们说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。

图中+-号代表不可分割的最小正负弦信息单位-弦比特(string bit)(名物理学家约翰惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit量子信息研究兴盛后,此概念升华为,万物源于量子比特)注:位元即比特

简单一点来说,就是 “银心”。

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