黑洞是宇宙中很普遍的天體,在我們銀河系中,大概含有一億個黑洞,只是大部分的黑洞比較安靜,周圍也沒有其它天體,所以暫時沒有被大量觀測到。黑洞是1915年愛因斯坦提出的廣義相對論中衍生出來的,1916年,史瓦西根據(jù)廣義相對論在引力場球?qū)ΨQ假設(shè)下,得到了一個解,這個解包括了一個奇點一個視界,凡是落入此視界中的物質(zhì),都會被吸入到奇點中。史瓦西就是這樣通過解數(shù)學(xué)公式,發(fā)現(xiàn)了宇宙中奇怪的一點,這正是數(shù)學(xué)的魅力所在。 黑洞的誕生,黑洞是恒星演化的末期產(chǎn)物,恒星末期會演化成白矮星、中子星、黑洞這三種,低于8倍太陽質(zhì)量的恒星將演化為白矮星,高于25倍太陽質(zhì)量的恒星將演化為黑洞,介于此中間的演化為中子星。天體致密大?。汉诙矗局凶有牵景装?。其實,對于黑洞來說,不能按照平均密度算,因為黑洞的質(zhì)量集中在奇點處,視界以內(nèi)奇點以外的廣闊空間,密度很低。黑洞的名字是約翰惠勒在1968年正式提出的。 天體產(chǎn)生的引力有大有小,黑洞是引力最為極端的體現(xiàn),就算是光線落入視界中也逃不出來,既然如此,那黑洞豈不是“只進不出”的吝嗇鬼了?畢竟目前來看,還沒有哪種物質(zhì)能夠超越光速的。黑洞吞入這么多物質(zhì),物質(zhì)都去哪里了?再也不會出來了嗎? 凡是被黑洞引力拖拽進入視界中的物質(zhì),物質(zhì)的終點是奇點,即便吸入的是一顆恒星,也將濃縮進奇點,至于奇點的密度到底有多大,物理學(xué)還無法給出解釋。奇點的出現(xiàn),最早還是來自于史瓦西計算的公式,雖然是數(shù)學(xué)解但是具有物理意義,在求解過程中,r=0時,無法通過坐標(biāo)變換來消除,這個結(jié)果如果只在數(shù)學(xué)中,沒有多大的意義,但是聯(lián)系到廣義相對論,這對應(yīng)的是時空曲率的奇點,在物理學(xué)中具有奇異的性質(zhì),它能夠塞的下無限的物質(zhì),因此也具有無限的密度,導(dǎo)致光速也無法逃離,吸收一切。 黑洞吞進的物質(zhì)還會被吐出來嗎?一說會通過霍金輻射向外界蒸發(fā)質(zhì)量,另一說物質(zhì)經(jīng)白洞吐出去?;艚疠椛涫?974年由霍金提出來的,他結(jié)合量子理論,認(rèn)為黑洞會進行熱輻射,這種熱輻射的存在使得黑洞會損失自身質(zhì)量,如果在相當(dāng)長的一段時間中,黑洞沒能再“進食”,黑洞的質(zhì)量繼續(xù)降低直至消失。而另一說“白洞”,白洞是一種比黑洞更離奇的概念,現(xiàn)在“白洞”仍然是一種概念,沒有被證實,它與“黑洞”一樣,都是根據(jù)廣義相對論推導(dǎo)出來的可能在宇宙中存在的特殊天體,其性質(zhì)與黑洞相同,都是宇宙中的強引力源,只是黑洞是“吃”物質(zhì),白洞是“吐”物質(zhì),一“吃”一“吐”相輔相成。有人認(rèn)為,白洞是黑洞蒸發(fā)到末期的產(chǎn)物,黑洞隨著質(zhì)量不斷減小,其蒸發(fā)速度會越來越快,到了末期會變成劇烈的爆發(fā),這不正像是白洞的特征嗎。 2020年,三位研究黑洞的科學(xué)家獲得了諾貝爾獎,黑洞正逐漸走進公眾的視野被人熟知,黑洞作為宇宙中的致密天體,有著極其特殊的性質(zhì),它的身上有眾多的謎題等待人們的揭開。 |
|
來自: 科學(xué)大妙想 > 《待分類》