黑洞為什麼能射出物質

2021-03-07 16:55:14 字數 3604 閱讀 5498

1樓:匿名使用者

變到最後階段的恆星(恆星—白矮星—

中子星—夸克星—黑洞)。由中子星進一步收縮而成,有巨大的引力場,使得它所發射的任何電磁波都無法向外傳播,變成看不見的孤立天體,人們只能通過引力作用來確定它的存在,故名黑洞。

[編輯本段]自然界的黑洞

英文黑洞

[拼音] [hēi dòng]

[ astronomy ] the black hole

【黑洞的誕生】

在相對論中,黑洞是由大質量恆星**所產生的。例如太陽的壽命截止時,也將會形成黑洞。

【黑洞簡介】

廣義相對論預言的一種特別緻密的暗天體[1]。大質量恆星在其演化末期發生塌縮,其物質特別緻密,它有一個稱為「視界」的封閉邊界,黑洞中隱匿著巨大的引力場,因引力場特別強以至於包括光子(即組成光的微粒,速度c=3.0×10^8m/s)在內的任何物質只能進去而無法逃脫。

形成黑洞的星核質量下限約3倍太陽質量,當然,這是最後的星核質量,而不是恆星在主序時期的質量。除了這種恆星級黑洞,也有其他**的黑洞——所謂微型黑洞可能形成於宇宙早期,而所謂超大質量黑洞可能存在於星系**。(參考:

《宇宙新視野》)黑洞可以經由電子儀器觀查到。

黑洞不讓任何其邊界以內的任何事物被外界看見,這就是這種物體被稱為「黑洞」的緣故。我們無法通過光的反射來觀察它,只能通過受其影響的周圍物體來間接瞭解黑洞。雖然這麼說,但黑洞還是有它的邊界,即「事件視界(視界)」。

據猜測,黑洞是死亡恆星的演化物,是在特殊的大質量超巨星坍縮時產生的。另外,黑洞必須是一顆質量大於錢德拉塞卡極限的恆星演化到末期而形成的,質量小於錢德拉塞卡極限的恆星是無法形成黑洞的。(有關參考:

《時間簡史》——霍金著和《果殼中的宇宙》——霍金著)

■物理學觀點的解釋 黑洞其實也是個星球,只不過它的密度極大,靠近它的物體都被它的引力所約束(就好像人在地球上沒有飛走一樣)。對於地球來說,以第二宇宙速度來飛行就可以逃離地球,但是對於黑洞來說,它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,光速已經是極限速度了。所以連光都跑不出來,於是射進去的光沒有反射回來,我們的眼睛就看不到任何東西,只是黑色一片。

■是否存在黑洞 黑洞可能是宇宙中最神祕的地方,自從黑洞理論提出以來,愛因斯坦和霍金都肯定了黑洞的存在,絕大多數科學家都致力於尋找黑洞確切存在的證據來完善黑洞理論,美國航空航天局甚至要給附近的黑洞做「人口普查」。但是,有一批美國科學家目前卻提出全新的看法,認為所謂的黑洞根本是子虛烏有。

【黑洞動力學】

為了理解黑洞的動力學和理解它們是怎樣使內部的所有事物逃不出邊界,我們需要討論廣義相對論。

■廣義相對論相關

廣義相對論是愛因斯坦建立的引力學說,適用於行星、恆星,也適用於「黑洞」。愛因斯坦在2023年提出來的這一學說,說明空間和時間是怎樣因大質量物體的存在而發生畸變。簡言之,廣義相對論說物質彎曲了空間,而空間的彎曲又反過來影響穿越空間的物體的運動。

再讓我們看一看愛因斯坦的模型是怎樣工作的。首先,考慮時間(空間的三維是長、寬、高)是現實世界中的第四維[2](雖然難於在平常的三個方向之外再畫出一個方向,但我們可以盡力去想象)。其次,考慮時空是一張巨大的繃緊了的體操表演用的彈簧床的床面。

愛因斯坦的學說認為質量使時空彎曲。我們不妨在彈簧床的床面上放一塊大石頭來說明這一情景:石頭的重量使得繃緊了的床面稍微下沉了一些,雖然彈簧床面基本上仍舊是平整的,但其**仍稍有下凹。

如果在彈簧床**放置更多的石塊,則將產生更大的效果,使床面下沉得更多。事實上,石頭越多,彈簧床面彎曲得越厲害。

同樣的道理,宇宙中的大質量物體會使宇宙結構發生畸變。正如10塊石頭比1塊石頭使彈簧床面彎曲得更厲害一樣,質量比太陽大得多的天體比等於或小於一個太陽質量的天體使空間彎曲得厲害地多。

如果一個網球在一張繃緊了的平坦的彈簧床上滾動,它將沿直線前進。反之,如果它經過一個下凹的地方 ,則它的路徑呈弧形。同理,天體穿行時空的平坦區域時繼續沿直線前進,而那些穿越彎曲區域的天體將沿彎曲的軌跡前進。

現在再來看看黑洞對於其周圍的時空的影響。設想在彈簧床面上放置一塊質量非常大的石頭代表密度極大的黑洞。自然,石頭將大大地影響床面,不僅會使其表面彎曲下陷,還可能使床面發生斷裂。

類似的情形同樣可以宇宙出現,若宇宙中存在黑洞,則該處的宇宙結構將被撕裂。這種時空結構的破裂叫做時空的奇異性或奇點。

現在我們來看看為什麼任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個滾過彈簧床面的網球,會掉進大石頭形成的深洞一樣,一個經過黑洞的物體也會被其引力陷阱所捕獲。而且,若要挽救運氣不佳的物體需要無窮大的能量。

我們已經說過,沒有任何能進入黑洞而再逃離它的東西。但科學家認為黑洞會緩慢地釋放其能量。著名的英國物理學家霍金在2023年證明黑洞有一個不為零的溫度,有一個比其周圍環境要高一些的溫度。

依照物理學原理,一切比其周圍溫度高的物體都要釋放出熱量,同樣黑洞也不例外。一個黑洞會持續幾百萬萬億年散發能量,黑洞釋放能量稱為:「霍金輻射」。

黑洞散盡所有能量就會消失。

處於時間與空間之間的黑洞,使時間放慢腳步,使空間變得有彈性,同時吞進所有經過它的一切。2023年,美國物理學家約翰·阿提·惠勒將這種貪得無厭的空間命名為「黑洞」。

我們都知道因為黑洞不能反射光,所以看不見。在我們的腦海中黑洞可能是遙遠而又漆黑的。但英國著名物理學家霍金認為黑洞並不如大多數人想象中那樣黑。

通過科學家的觀測,黑洞周圍存在輻射,而且很可能來自於黑洞,也就是說,黑洞可能並沒有想象中那樣黑。霍金指出黑洞的放射性物質**是一種實粒子,這些粒子在太空中成對產生,不遵從通常的物理定律。而且這些粒子發生碰撞後,有的就會消失在茫茫太空中。

一般說來,可能直到這些粒子消失時,我們都未曾有機會看到它們。

霍金還指出,黑洞產生的同時,實粒子就會相應成對出現。其中一個實粒子會被吸進黑洞中,另一個則會逃逸,一束逃逸的實粒子看起來就像光子一樣。對觀察者而言,看到逃逸的實粒子就感覺是看到來自黑洞中的射線一樣。

等恆星的半徑小於一特定值(天文學上叫「史瓦西半徑」)時,就連垂直表面發射的光都**獲了。到這時,恆星就變成了黑洞。說它「黑」,是指任何物質一旦掉進去,就再不能逃出,包括光。

實際上黑洞真正是「**」的.(其實黑洞也不是**,因為「**"是指光可以通過該物體。而光不能通過黑洞。)

2樓:

這是著名的霍金輻射

目前科學理論:沒有超過光速的物體。

在"真空'的宇宙中,根據海森堡測不準原理,會在瞬間憑空產生一對正反虛粒子,然後瞬間消失,以符合能量守恆.在黑洞視界之外也不例外.霍金推想,如果在黑洞外產生的虛粒子對,其中一個被吸引進去,而另一個逃逸的情況.

如果是這樣,那個逃逸的粒子獲得了能量,也不需要跟其相反的粒子湮滅,可以逃逸到無限遠.在外界看就像黑洞發射粒子一樣.這個猜想後來被證實,這種輻射被命名為霍金輻射.

由於它是向外帶去能量,所以它是吸收了一部分黑洞的能量,黑洞的質量也會漸漸變小,消失;它也向外帶去資訊,所以不違反資訊定律。

需要說明的是,黑洞表面附近產生的虛粒子對,不可能出現正能粒子(反粒子)落入黑洞,負能反粒子(粒子)飛向遠方的情況,這是由於黑洞外的時空是普通時空,不允許實的負能粒子或負能反粒子存在。所以霍金輻射只能輻射出正能粒子(反粒子)。

最後本人用一句話概括:假如黑洞不顯電性,黑洞吸收一個電子進去,就帶一個電子電量負電,就好比輻射出一個正電子。(電子沒有質量)

明白了吧?

3樓:匿名使用者

那是進去之後出不來,但進去前物體**時還是有可能發射出其他粒子來的

4樓:匿名使用者

你自己已經給出了自己的問題答案。

為什麼會有黑洞,為什麼會有黑洞?

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