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1 # 昊田2
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2 # 兩介書生
如果只是看“黑洞"這個名字,很多人可能覺得,它就是一個黑黑的大窟窿。黑洞確實挺“黑",由於這裡的超強引力,就連光都沒法逃脫,但要覺得它是個空洞,那就大錯特錯了,恰恰相反,在空蕩蕩的宇宙中,黑洞可能是最擠的幾個地方之一,這裡聚集了大量的物質。恰恰是因為如此巨大的質量,黑洞才有困得住光的強大"法力”。
可是黑洞為什麼會有這麼大的質量呢?這還要從黑洞的形成說起。假如天上的星星也有生老病死,那黑洞就是恆星的屍體,而且還必須是一顆超大的恆星。按照定義來說,恆星都能發光發熱,就像是燃燒著的大火球。在這個過程中產生的大量能量會讓恆星向外膨脹,而另一方面,構成恆星的粒子之間存在引力,會讓它向內收縮,當這兩種作用力保持平衡的時候,恆星就能維持球體的樣子。當然了,再多的燃料也有消耗完的一天,在幾十億年甚至數百億年之後,恆星會燃燒殆盡,慢慢死亡,到那會兒,它就沒能力抵抗萬有引力的束縛,構成它的粒子會互相聚攏在一起。
我們剛才說過,引力是一種特殊而又強大的力,最關鍵的原因在於它總是在相互疊加。構成恆星的微小粒子一旦聚攏在一起,質量就會越來越大,引力也不斷增加,周圍的什麼行星、彗星等等全都被吸引進來,最終在很小的空間裡聚集大量的物質。大家想象一下,按照愛因斯坦廣義相對論的說法,空間就像是一張橡皮薄膜,假如用錐子在一個點上狠狠地紮下去,會怎麼樣?你不斷用力往下壓,即使是質量再好的橡皮膜,最終也會被扎出一個洞。這顆正在死亡的恆星就像這把錐子,而它在橡皮膜上扎破的地方,就是黑洞。所以說,黑洞其實是空的裂口,它可能很小,但物質一旦靠近,就都會被吸引進去,像掉進了無底洞一樣有去無回。
照這麼說,如果宇宙中有很多黑洞,而且它們會像貪吃蛇一樣越來越大,那豈不是總有一天,我們的整個世界都會被大黑洞吞掉?別擔心,黑洞在吸收物質的同時,也在輻射出能量。可是,連光都逃不走的黑洞,能量又是怎麼跑出來的呢?要想回答這個問題,我們先來理解一對概念:“正物質”和"反物質"。這個地球上大部分的物質都是由正粒子組成的“正物質",而每一個“正物質”都有跟它完全對應的、由反粒子組成的“反物質"。通常情況下,正物質和反物質一旦相遇,就會發生湮滅,散發出大量的能量,而能量又可以創生一對一對的正反粒子,再分別組成正反物質,這個迴圈過程叫做真空量子漲落。在這些粒子真正組成物質之前,它們還是沒有質量的虛粒子,包括虛正粒子和虛反粒子。
然而在黑洞附近,情況就不一樣了。在黑洞邊緣產生的虛粒子對,可能會出現這樣一種情況:虛反粒子被吸進黑洞,虛正粒子留在外面。如此一來,這對虛粒子就沒法碰撞湮滅了,從而發生“實化”,黑洞裡的虛反粒子成為實反粒子,而黑洞外的虛正粒子則會成為實正粒子。
由於反粒子的質量是負的,所以當它被吸入黑洞之後,黑洞的質量不增反減。如此一來,從旁觀者的角度看,這個過程就像是一個粒子從黑洞裡跑出來,黑洞的質量因此減少,就好像黑洞在輻射能量一樣。最終,被黑洞吞噬的物體都會以這種輻射的形式再“吐出來,而那個撕裂空間的黑洞,也會越來越小直至消失。這就是史蒂芬·霍金畢生研的“黑洞蒸發”理論。
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3 # 講科學堂
現代黑洞是大質量恆星燃料燒盡後,其剩下的物質發生引力坍縮後的產物。由於光線都不能逃脫它的引力場,有的像熱力學裡面的不反射光線的理想黑體,故被命名為黑洞。
一般來說,黑洞是由奇點和其周圍的視界構成的。其視界(光線不能逃脫的介面)半徑可由史瓦西半徑公式給出:
G是萬有引力常數,M是天體的質量,c是光速。這個公式只是給出了不旋轉黑洞的半徑。
也就是說,黑洞也是有體積的,它的密度可由質量除以體積給出。所以,黑洞並不是一個體積無限小密度無限高的點,奇點才是這樣的。
從史瓦西半徑公式可以看出,黑洞的質量越大,史瓦西半徑越大,體積也就越大。對於一個不旋轉的黑洞來說,黑洞密度與其質量無關,是一個固定的值。但對於旋轉的黑洞來說,質量越大密度就越小。超大質量黑洞的密度甚至比空氣的密度還小。
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4 # 太空伊卡洛斯
黑洞形成的過程也非常普通,大質量恆星到了生命末期,會透過自身引力的作用將所有物質都壓縮成中子,如果連中子都無法頂住,那麼就變成密度比中子還要高的天體,這就是黑洞。
太陽的質量不夠,所以無法變成黑洞,那麼我們假設一下,太陽變成黑洞,只剩下3公里的直徑。如果是地球這樣的天體要當成黑洞用,那麼只有幾毫米。
如此巨大的引力會將中子都壓縮成渣滓,變成超高密度的物質。但這種物質我們還不知道是什麼,所以黑洞就是一個密度極高的天體,並不是一個洞。
之所以叫黑洞,是因為我們看不到光從中逃逸出現,給我們的感覺就像是一個洞,所以就稱之為黑洞了。
但黑洞這個詞是理論上想象出來的,在1916年,美國物理學家將愛因斯坦方程推到出的“大量物質集中於一個點,且連光都無法逃脫”的現象稱之為黑洞。
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5 # chenh007
根據愛因斯坦的質能方程,結合弦理論,去猜想看不到也驗證不了的黑洞內部:
黑洞的中心不是空的。
那個點像冰水化合物一樣,質量可以轉化成能量,能量也會轉化成物質。黑洞也是一個分解器,把各種物質無限分解,消解成能量,在超大壓力下,超高溫下,物質和能量,已經是一個共同體。
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6 # 科技和生活
說起黑洞,不是很瞭解它的人,都以為它是一個黑幽幽的無底洞,實際上卻並不是這樣,天文學上一般把黑洞看作是一個球體,但是這個球體又沒有表面,甚至我們根本不知道它到底是什麼樣子的。
說起來真是很費解的事情,因為我們人類雖然已經觀測到很多黑洞的存在,卻至今沒有看到過黑洞的真正面目,而且甚至我們永遠也無法看到它的真面目,那麼為什麼天文學家們又說它是一個球體呢?這是因為天文學家通常將黑洞的視界體積作為它的體積測量標準,然而黑洞的視界體積卻只是黑洞周圍光線消失的地方,當光來到黑洞的世界邊緣的時候,就會被它強大的引力場吸入其中,很顯然,這並非黑洞的真正表面,只是黑洞周圍光線不再能被我們看到的地方。
不同質量的黑洞的密度差別極大,比如如果我們的地球這樣質量的天體變成黑洞的話,那麼它的體積只相當於一粒花生米大小,然而即便如此,我們所看到的這粒花生米也只是這個黑洞的視界體積,因為它的史瓦西半徑只有0.9釐米,而真正的黑洞實體(黑洞中物質匯聚的地方)實際上還在這0.9釐米的半徑之內。
這也就是說地球如果變成黑洞的話,那麼黑洞中物質的真正匯聚點,要比花生米更小,至於有多小,我們對此還一無所知,並且由於黑洞中的資訊極難傳出來,所以我們甚至永遠無法看清黑洞視界體積內的物質實體是什麼樣的。
如果是太陽這麼大的天體變成黑洞的話,那麼它的直徑將會有6公里大,這也是指的太陽變成黑洞的視界體積,很顯然,它與地球變成黑洞後的體積並不成正比例,然而無論是理論還是現實觀測都證明黑洞質量越大,視界體積越大,質量越小的體積越小,像銀河系中心的超級黑洞人馬座a*,其質量為太陽的431萬倍,然而其視界直徑卻達到了4400萬公里。不過我們必須明白的是,當說到黑洞體積時候,指的都是黑洞的視界體積,並非黑洞的物質實體體積。
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7 # 愛誰誰2012
黑洞就是收納器 ,為了宇宙平衡而來(太極)宇宙中物質由萬有引力集聚變大引發熱核反應後由質量變為能量用輻射跟光子方式擴散在宇宙裡,宇宙就會越來越熱(以前大象都長毛,地球大部分陸地覆蓋冰川﹌開玩笑的啦,就是把你帶偏!)為了公平守恆,於是黑洞這個能量收集器產生了!把恆星散發的光和熱逐步收回,用無極之力再變回為具有質量的物質,用另一種方式維持秩序,開窗新世界
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8 # 貓先生內涵科普
黑洞,蟲洞,腦洞,以上三種,哪種才是洞呢?為了保持大家的神秘感,我暫時不能告訴你們答案!本貓不太喜歡用文字描述,更不會用數學公式,用了估計得走大半人了吧~哈哈,先上一張硬圖!
腦洞星的朋友們!開課了!都給我先把腦洞立場關閉!
宇宙誕生之處,奇點他說爆就爆了!這個我們沒法子解釋~然後就是一地漿糊~就是原始星雲類物質啦!組成成分以氫元素為主,氦元素為輔。所以修仙狂徒們,你們太初之時只能呼吸氫氣,所以骨骼驚奇,對不?
漿糊們喜歡報團,不然宇宙虛空多冷是不?於是越聚越多,有多少?起碼一個太陽大小質量吧。好了,在自身引力的作用下,這個monment!氫元素就炸了!燃燒是不可能的,這輩子都不可能燃燒的!沒有氧嘛~我們氫元素玩的是更猛的擰原子核,核聚變!那就成了本序星的常態啦。太陽誕生了!可喜可賀啊!
說到報團,有抱粗腿的,有抱細腿的,大家講運氣的好不。那麼像我們太陽那麼大的恆星,擰原子核可以擰50億年左右!佛祖都怕怕,太特麼長了吧!然後,氫元素就擰得差不多了,自身引力佔上風!壓力更高!反應更猛,氫往上的元素繼續被擰,恆星的大氣層部位開始膨脹開來,就是紅巨星階段了。
神人愛因斯坦留下的相對論,有個閒來無事的物理學大牛,拿來一算,超過太陽1.44倍質量的,會和太陽不一樣,會變成紅超巨星!好了,我們也認了,誰讓人家大牛會算,你不服,你也算個。
元素繼續被擰!擰到鐵了~鐵就沒法子再聚變了,它聚變得虧錢啊,得吸收能量,而不是放出能量啊!完了完了,核心部分不做虧本買賣。那就繼續佔上風!壓垮自己!原子頂不住了,電子都被擠成罐頭,一動不動,靠著電子簡併壓,一個個原子核似的,一聲巨響後(超新星爆發)太陽走到他的歸宿,成了一顆白矮星,不再發光發熱,慢慢冷去。
然後,比太陽個頭大的兄弟們呢?其實比太陽短命多了,個頭越大消耗越快嘛,我不是歧視胖子啊~比太陽大1.44至3.2的兄弟,將電子都被擠成渣!核都保不住,直接擠到中子,靠中子簡併壓苦苦支撐,最後一聲嘆息,超新星爆發,丟擲星雲類物質,變成中子星,然後慢慢冷去~
大約3倍以上的呢?哈哈~中子簡併壓都頂不住啦!中子都得變孫子,擠成渣!渣是什麼?沒了,回到原點~奇點!
這個圖只是意思意思,其實是沒有客觀觀察實體給各位的。腦洞中的黑洞!
好了,回到題目中去吧。黑洞是什麼?讀完上面你還不明白,那麼,我還能怎麼樣呢?只能給你愛的一擊!讓你秀優越!
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9 # 微格物
黑洞不是洞。它更趨近於是一種體積極小但重量卻極大的球體。
愛因斯坦於1915年發表的廣義相對論的方程式的一個數學解,得出了黑洞的結論。
愛因斯坦發現,在我們身處的宇宙中的任意點上,加速度與重力並不能被區分開來,是為“等效原理”。廣義相對論取代了牛頓重力定律,只要知道時空某處存在多少質量,就能夠利用那十條方程式描述時空的演化。
重力的特性是它只會互相吸引。因此,質量越多,重力就越強;重力越強,就更輕易吸引更多物質。物質如果要擺脫更強的重力,就得付出更多能量。
早在愛因斯坦以前,物理學家就曾經想像過一顆質量非常強高的恆星,其重力強大到必須跑得比光更快才能逃逸。
牛頓重力理論中沒有質量的東西不會被重力影響,而光線究竟有沒有質量在當年也是未解之謎,他們想像“如果”光線也會被重力“拉”回恆星表面的情況。所以,在早期,他們就把這種想像中的恆星稱為“暗星”,也就是現在的黑洞。
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10 # 星宇飄零2099
這個問題我以前回答過,我的回答是:黑洞就是個洞,它並不是一個實心球體。
對於黑洞,在科學上是根據廣義相對論提出來的,是根據廣義相對論引力場方程的史瓦西解得到的一條史瓦西半徑公式計算出的。當一個不帶自轉的球對稱天體發生引力坍縮到小於史瓦西半徑,它的時空曲率就會導致光速也無法逃逸,從而形成一個稱為事件視界的臨介面,由於這個臨介面以內即使光速也無法逃逸,而廣義相對論又規定了光速為物質運動的極限速度,因此就不會有任何物質和資訊能夠從事件視界裡出來。
本來史瓦西半徑公式只是給出了黑洞的半徑範圍,至於在這個半徑範圍裡黑洞究竟是實心還是空心公式本身並沒有規定。但是當科學家同時考慮自然界所有的作用力以後發現,當天體坍縮到史瓦西半徑內時,就不可能有任何的作用力能抗衡引力繼續坍縮,因此它不可能保持一個實體表面,而是在無限坍縮下形成一個密度無限大的能量點,在這個能量點上能量密度和時空曲率都趨向無窮大,一般來說無窮大是沒有物理意義的,但是它在廣義相對論下卻必然出現,因此科學家稱這個能量點為奇點。
這樣,一件很奇葩的事情就發生了:廣義相對論預言了奇點的存在並同時預言了自身在奇點失效!在此我們不討論奇點是怎麼被理論證明的,我們就指出它的奇異性——時空無限彎曲的幾何點。而這個時空無限彎曲的幾何點上甚至它的周圍,由於時空的極度彎曲,理論上都不存在任何的已知物質形式,所以奇點不會是一個物質點,它只是一個能量點,它的能量就儲存在極度彎曲的時空裡,除了極度彎曲的時空,就什麼都沒有了。
由於所有落入黑洞的物質能量最終都會落向奇點,因此黑洞最終都只剩下一個極度彎曲的時空,一個除了極度彎曲的時空就什麼都沒有的區域,不是一個洞是什麼?
至於能不能穿越,目前認為有可能可以。在上世紀30年代,愛因斯坦在研究史瓦西解時發現,黑洞內由於時空的極度彎曲,中心奇點可能會與遠方另一時空的奇點連通,這個連通的通道被稱為愛因斯坦羅森橋,因為他是愛因斯坦與當時的助手羅森共同研究發表的。後來物理學家惠勒給它取了一個形象的名字——蟲洞。(黑洞這個名字也是惠勒取的)
在廣義相對論裡,蟲洞的另一頭必然有個奇點,這個奇點可以是黑洞的奇點,也可以是白洞的奇點,這在廣義相對論裡都是允許的。不過理論歸理論,對於現實世界,白洞似乎並沒有存在的基礎,這有兩方面的原因:
二是從白洞奇點輻射出來的能量必須逆時傳播,也就是它必須在時間上倒著走的。因為根據廣義相對論,黑洞視界內時空互換,從視界到奇點不是沿空間方向的,而是沿著時間方向的,因此從視界落向奇點的物質不是沿空間方向落向奇點,而是沿時間方向落向奇點,奇點是時間的終點。故此,當白洞的物質能量從奇點向時間運動的過程就是逆時運動了。
以上兩點在我們的宇宙裡都找不到任何相關證據。我們發現了大量大質量黑洞,表明黑洞一直長大,而我們沒有發現過能逆時運動的例項。
不過畢竟我們也沒有任何證據表明不會有個別黑洞會在宇宙另一頭產生白洞並把奇點的質量噴掉;也沒有任何證據表面視界內的不正常時空不能產生逆時運動。那麼我們是否就有可能透過蟲洞穿越?很遺憾——不能!因為穿越蟲洞必須經過奇點,而奇點會摧毀一切物質結構。
此路不通。而這是靜態球對稱黑洞的史瓦西解的結果,但廣義相對論裡還有另一個解——自旋黑洞的克爾解。
克爾解得到的是一個擁有自旋的黑洞,這黑洞的結構比史瓦西黑洞複雜得多,但文章已經太長了,我不想在這裡介紹克爾黑洞的結構,我要說的是它的中心奇環。
由於存在高速自旋,克爾黑洞的中心奇點無法保持點狀,而是在高速自旋下成為環狀,根據理論,這個環內的時空存在一個神奇的玩意——閉合類時線。什麼叫閉合類時線?你可以理解為時間成為一個閉合的環,你沿一個方向前進可以回到起點,事實上你可以回到任何時間……這不就穿越了嗎???理論上你真的能穿越,當你從一個極端克爾黑洞的兩極進入黑洞,然後垂直落入奇環,你就有可能穿越時間從另一個時間出來……而極端克爾黑洞奇環中央的時空曲率並不大,不會像史瓦西黑洞一樣把你摧毀,所以……你穿越了……
有時候科學比科幻還科幻……
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11 # 大怪v
黑洞是洞嗎?
這個得看你指什麼了!
如果你說地球上的那個帶有圓形或橢圓、或者不規則圓形的,可能是垂直地心或者斜向,並中心帶有明顯黑色區域,那可能真的是個洞。
而要是指物理界裡定義的black hole,那麼不是個洞,是一個質量、密度極大,體積奇小的天體。
差不多就這樣了
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12 # 小杰80164096
應該是能量體或精神體。
能量即精神。
精神能量是形而上的。
物質是形而下的。
形而上是本質。
形而下是現象。
宇宙的本質是精神能量。
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黑洞到底是什麼,是不是黑洞也有不同的構成方式?應該還有待觀測一一確定。過去,比較權威的解釋是:黑洞是超大質量恆星死亡後急聚塌縮形成的超大引力體。但是,近些年的觀測顯示,很多比較規則的星系星團的中心有存在一個超大質量黑洞,如果這是事實,我們觀測得到的資料都是正確的,就很有可能是另外一種情況,這種黑洞也就有可能是窩旋星系在旋轉中形成的類似於颱風風眼的東西,它的質量不在中心而在風眼半徑圓的周邊,在這個圓心外側密積滾動著數以萬計的星體。那風眼中心是什麼呢?它應該真的是一個空無一物的真空洞,所以,光毫無阻礙的穿透了過去,並沒有象想象的那樣被反射回來。探討到現在,是不是由大質量恆星死亡形成的宇宙黑洞就不存在了呢?如果規則星系中心的大質量黑洞不是唯一的存在,在星際空間還存在著大大小小的黑洞的話,那麼,恆星死亡形成的黑洞也應該是存在的。這樣,宇宙中就存在著實體黑洞和貨真價實的真實黑洞兩種黑洞了。以上只是個人的推理和猜測,僅供朋友們參考。