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黑洞是什么_黑洞的介紹
導(dǎo)語(yǔ)：在浩渺的宇宙中，有種特殊的天體，叫黑洞。它是毀滅的代名詞，是絕望和恐懼的象征，那么它到底是什么東西?下面就為你們介紹毀滅者黑洞。
黑洞是什么_黑洞的介紹
黑洞介紹
黑洞是現(xiàn)代廣義相對(duì)論中，宇宙空間內(nèi)存在的一種天體。黑洞的引力很大，使得視界內(nèi)的逃逸速度大于光速。
1916年，德國(guó)天文學(xué)家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild)通過(guò)計(jì)算得到了愛(ài)因斯坦引力場(chǎng)方程的一個(gè)真空解，這個(gè)解表明，如果將大量物質(zhì)集中于空間一點(diǎn)，其周圍會(huì)產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象，即在質(zhì)點(diǎn)周圍存在一個(gè)界面——“視界”一旦進(jìn)入這個(gè)界面，即使光也無(wú)法逃脫。這種“不可思議的天體”被美國(guó)物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒(John Archibald Wheeler)命名為“黑洞”。
“黑洞是時(shí)空曲率大到光都無(wú)法從其視界逃脫的天體”。
黑洞無(wú)法直接觀測(cè)，但可以借由間接方式得知其存在與質(zhì)量，并且觀測(cè)到它對(duì)其他事物的影響。借由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的“邊緣訊息”，可以獲取黑洞存在的訊息。推測(cè)出黑洞的存在也可借由間接觀測(cè)恒星或星際云氣團(tuán)繞行軌跡取得位置以及質(zhì)量。
黑洞的本質(zhì)
在1970年代早期，黑洞是死亡的代名詞，我們所知關(guān)于宇宙的一切到了那里都得結(jié)束。但是對(duì)史蒂芬霍金這個(gè)當(dāng)時(shí)年輕的物理學(xué)研究院來(lái)說(shuō)，黑洞卻是令人興奮的挑戰(zhàn)。1970年代中期，史蒂芬霍金計(jì)劃去做一件其他物理學(xué)家都從未達(dá)成的事，在那之前的50年，物理學(xué)家一直無(wú)法整理好愛(ài)因斯坦的重力理論，他們無(wú)法讓這理論跟截然不同的原子理論融合起來(lái)，也就是量子力學(xué)。但霍金瞥見(jiàn)的是這兩種理論終有相遇的一點(diǎn)，而這一點(diǎn)正是黑洞的邊緣。
如果有一個(gè)黑洞，把量子力學(xué)的理論也套用在黑洞會(huì)怎么樣呢?愛(ài)因斯坦的理論說(shuō)黑洞是個(gè)完整無(wú)缺的光滑球體，但霍金將黑洞應(yīng)用于大片粒子和原子中，這兩種理論就會(huì)互相排斥，但霍金必須讓它們和解。
把愛(ài)因斯坦的理論和量子力學(xué)結(jié)合是其中一個(gè)現(xiàn)代物理學(xué)不斷追求的成果�；艚鹪�1970年代初期的是他并沒(méi)有嘗試完全地解決這個(gè)問(wèn)題，而是將量子力學(xué)與廣義相對(duì)論放在一起，用的是很有限的方式。更了不起的是，由于無(wú)法寫(xiě)下長(zhǎng)長(zhǎng)的方程式和算式，霍金必須在腦海中想象整個(gè)過(guò)程。
跟宇宙和黑洞一樣，霍金必須想象一個(gè)我們不熟悉的世界，那就是奇妙的原子世界。原子有點(diǎn)像我們的太陽(yáng)系，中間是原子核，周圍是電子。以前我們學(xué)習(xí)物理課時(shí)，知道電子圍繞著原子核旋轉(zhuǎn)，但他們之間的距離并不是我們?cè)跁?shū)本上見(jiàn)到的那樣近。事實(shí)上，如果原子核的大小有彈珠那么大，而電子的寬度有頭發(fā)那么寬，那么兩者之間的距離能達(dá)到2英里遠(yuǎn)!
從原子的層面來(lái)講，粒子幾乎是不存在的，它們不像實(shí)體的團(tuán)塊，而是微小和虛無(wú)的力場(chǎng)，而且跟力場(chǎng)一樣會(huì)發(fā)光，它們更像是波。水，聲音和光的特性都像波，原子的部分特性也像波，這就是說(shuō)它們能擴(kuò)散，可以同時(shí)出現(xiàn)在不止一處的地方。
舉個(gè)例子，我們?cè)陔娮佑螒驈d都玩過(guò)射槍游戲，按常理說(shuō)，當(dāng)我們用槍射出球時(shí)，一個(gè)球擊中一個(gè)目標(biāo)。但如果想用一個(gè)球擊中許多目標(biāo)，這是不現(xiàn)實(shí)的.，違反常理的。但在量子世界中，常理是不管用的，常理在量子世界中無(wú)法立足。
霍金知道原子不像打臺(tái)球，它們沒(méi)那么有規(guī)律。那么霍金如何將愛(ài)因斯坦所說(shuō)，沿曲線穩(wěn)定運(yùn)行的恒星和行星與極不規(guī)律的原子相結(jié)合呢?在極微小的層面上，宇宙就像是一種在胡亂跳舞的波，粒子是隨機(jī)出現(xiàn)及消失的，這那個(gè)層面上，沒(méi)什么是確定的，甚至沒(méi)東西存在。原子甚至有點(diǎn)像人類，我們無(wú)法百分百準(zhǔn)確預(yù)測(cè)它們的去向，我們能大致上預(yù)計(jì)它們的表現(xiàn)，但不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，而且我們不能完全確定原子是不是真的存在。
在虛空里，這種能量的形式是一次次原子粒子，它們憑空出現(xiàn)，存在不到十一分之一秒，然后就互相消失。這個(gè)概念就是一對(duì)粒子憑空出現(xiàn)，然后短暫地存在之后又消失不見(jiàn)。這種現(xiàn)象在太空中普遍存在。而這對(duì)粒子就像是陰和陽(yáng)，它們彼此對(duì)立但又缺一不可，但很奇怪的是，其中一個(gè)有負(fù)質(zhì)量。于是霍金就發(fā)問(wèn)，如果那個(gè)有負(fù)質(zhì)量的粒子撞上黑洞會(huì)發(fā)生什么?
霍金知道那個(gè)有正質(zhì)量的粒子擁有足夠的能量可以脫離黑洞，但有負(fù)質(zhì)量的粒子則會(huì)掉進(jìn)去，而且會(huì)對(duì)黑洞帶來(lái)非常重大的影響。
掉進(jìn)黑洞的粒子會(huì)逐漸減少黑洞的質(zhì)量，因?yàn)樗械氖秦?fù)質(zhì)量，但是脫離黑洞的粒子對(duì)我們來(lái)說(shuō)就是輻射的一部分。雖然現(xiàn)在我們了解黑洞為何會(huì)散出發(fā)出熱輻射，但當(dāng)時(shí)這可確認(rèn)讓人十分意外，因?yàn)橐婚_(kāi)始霍金甚至也以為自己犯錯(cuò)了。但事實(shí)上霍金并沒(méi)有犯錯(cuò)，在黑洞的周圍有一圈差點(diǎn)看不到的微光，脫離黑洞的正質(zhì)量粒子，特性就跟熱輻射一樣，掉進(jìn)黑洞的負(fù)質(zhì)量粒子，會(huì)慢慢地幾乎無(wú)法察覺(jué)地減少黑洞的質(zhì)量，這樣到最后會(huì)造成災(zāi)難性的結(jié)果。
霍金的結(jié)論就是黑洞并不是漆黑的，它其實(shí)一直在發(fā)出輻射，所以在它存在的大部分期間，黑洞是一直在燃燒，但是它會(huì)逐漸地縮小，溫度也會(huì)越來(lái)越高，到最后就會(huì)高到一個(gè)點(diǎn)，然后就會(huì)爆炸，它會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)失去所有的質(zhì)量!
[黑洞是什么_黑洞的介紹]
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