什麼是黑洞,人類為什麼要探索黑洞?
黑洞就是太空中有著 強大引力的天體,任何物質(包括光)都 不能逃脫它的引力。
如果你站在 行星上以 足夠大的力向空中扔一石塊,它便獲得足夠的速度,完全脫離地心引力,並不斷上升。
半徑較小的行星或其它物體 會對 其周圍物體產生巨大引力作用。假設這種引力非常大,要逃脫它的引力所 需 要 的速度超過光速,那麼,既然沒有什麼物體的速度 比 光速 更快,也就沒有任何體可逃脫它的引力場。
十八世紀末,就有人預言,只要天體質量足夠大,其引力就有可能強到 連自身發出的光都無法逃逸到遠處的程度,以致成為看不見的天體。
研究者認為,如果一顆恆星能量耗盡,完全坍縮後,就會形成黑洞。
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了解黑洞。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,黑洞是死亡恆星的剩餘物,是在特殊的大質量超巨星坍塌收縮時產生的。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.
黑洞其實也是個星球(類似星球),只不過它的密度非常非常大, 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),不管用多大的速度都無法脫離。對於地球來說,以第二宇宙速度(11.2km/s)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,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。一些科學家認為光的速度比黑洞慢,所以被吸進去,當速度比黑洞快時就可以穿過黑洞邊緣。
黑洞是種暗物質,在宇宙大概佔了總質量的90%。它們包括白矮星/黑矮星(就是白矮星完全冷卻,但是這大概需要大約1億年的時間)/中子星/黑洞/宇宙弦(它就是宇宙空間中的褶皺,科學家估計那裡沒有任何生命)等
暗物質的作用很大,它能夠依附在星系或星系團。從而來控制宇宙的擴張的速度。如果暗物質超過99%的話,所以的物質都將重新會到一點。因此,暗物質又稱宇宙膠。
當你掉入黑洞,可能由於時空扭曲的力——在某一 方面將把你壓扁,又從另外的一些方向你伸長,直到你看起來像義大利麵條。但是,在裡面到底會發生什麼。目前的物理界一無所知。
按照愛因斯坦的說法,黑洞之所以會吸引任何物質的原因,並不是因為它有很大的引力,而是黑洞使得空間塌陷的很嚴重,只要在黑洞的一定範圍內都會由於塌陷窩的原因,而朝黑洞運動。
黑洞簡單的說僅僅是恆星的一種特殊形式。既我們常說的死亡後的殘骸。
怎麼才能在無際的太空中發現黑洞呢?天文學家利用光學望遠鏡和X射線觀察裝置密切地注視著幾十個〝雙子〞星座,它們的特別之處在於兩個恆星大小相等,誰都不想俘獲誰,因而互為軌道運轉。如果其中一顆星發生不規則的軌道變化,亮度降低或消失,有可能就是因為附近產生了黑洞。
人類為探索黑洞付出了不懈努力。最為成功的一次是在肯亞發射的第一顆X射線衛星觀測系統,被稱作〝烏胡魯〞,這個裝置在發射後運行3個月就感到天鵝星座的異常。天鵝座X──1星發出的〝無線電波〞使得人們可以準確地測定它的位置。X──1星比太陽大20倍,離地球8000光年。研究表明這顆亮星的軌道發生了改變,原因在於它的看不見的鄰居──1個有太陽5至10倍大的黑洞,圍繞X──1旋轉的周期是5天,它們之間的距離是1300萬英里。這是人類確定的最早一顆黑洞體。
黑洞可以吸任何物質,而且似乎沒有任何限度。只要是在它的影響範圍之內(視界),無論有多少,黑洞吃多少。
黑洞可能並不是在變大,相反,而是在變小。黑洞里的物質,都在一直向內運動,速度可能會越來越慢,但是由於自身的塌陷空間效益,黑洞的物質一直都在朝內運動著,即使是剛從外面吸引來的物質。
只要有物質靠近這個天體時,都會拖拽進去,並一直朝內運動。
霍金提出的黑洞蒸發理論中提到黑洞也會向外發散物質,並且由於物質的發散,最終使得黑洞『死亡』。
一般來說黑洞的質量越大,其壽命周期約短。只要是因為黑洞越大蒸發越慢。反之,則越快。
在黑洞的事件穹界外的真空中,並不是 真的空無一物的,而是不斷有真空漲落,隨機地產生大量的正粒子─反粒子對,其中一顆粒子擁有正能量的話,另一顆粒子必定擁有負能量 ,擁有負能量的粒子是不可能長期存在的,它必需在極短 內和擁有正能量粒子重新結合,互相湮滅,復歸於無。大部分這樣的粒子對都只會隨生隨滅,和沒有出現過一點分別也沒有。在黑洞 的事件穹界外,部分粒子對卻可能被黑洞的強大引力分開,負能量粒子由於已經負債纍纍,當然無餘力抵抗強大的引力,只有墮進黑洞之內一途 ,擁有正能量的粒子,部分卻能有機會逃離黑洞的魔掌,在外面看來,就好像黑洞會放射粒子一樣。
由於掉進黑洞內的負能量粒子比正能量粒子多,平均來說,黑洞的質量會被負能量粒子吃掉,造成黑洞質量下降,黑洞越小,黑洞的 蒸發的速度會越高,最後在宇宙中消失。


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