黑洞:黑洞的概念和特徵

2021-01-08 嫣評科技

黑洞,黑洞的概念和特徵

它是一顆恆星,其質量如此集中,以至於任何形式的物質或能量,包括光,都不能逃離它的引力場。第一個考慮這種可能性的是英國人約翰·米歇爾,他於1783年根據牛頓萬有引力定律。但黑洞的確切概念只來自相對論一般,由物理學家阿爾伯特愛因斯坦(1879-1955)於1916年完成。

黑洞由恆星爆炸的殘骸組成,質量比太陽大幾十倍。這個過程發生在恆星排出內部熱核燃料,開始收縮並強烈升高其溫度時。結果是一次大爆炸,稱為超新星,它將原始恆星質量的一部分拋向太空並壓碎垂死恆星的中心,產生極其濃縮的核心。如果剩餘質量超過太陽質量的兩倍或三倍,它就會變成黑洞。這種壓縮產生的重力變得非常強烈。它吸收所有形式的輻射並且除了一些稱為霍金輻射的亞原子粒子外沒有任何物質發射,以紀念它的發現者,英國物理學家史蒂芬霍金。

這個理論產生了一個悖論,因為量子物理定律不允許所有物質被完全刪除。霍金當時的反應是,黑洞的引力會如此強大,以至於量子物理定律不適用於這種情況。但在2004年,霍金回顧了他的理論。他說,黑洞長時間集中能量。但是當它們長大後,會發出更多的輻射,最終打開並釋放它們 霍金回顧了他的理論。他說,黑洞長時間集中能量。但是當它們長大後,會發出更多的輻射,最終打開並釋放它們 霍金回顧了他的理論。他說,黑洞長時間集中能量。但是當它們長大後,會發出更多的輻射,最終打開並釋放它們宇宙但是以無序的方式。在修改他的理論之前,霍金相信物質進入黑洞的可能性進入平行宇宙 - 這一理論可以在幾部科幻電影中看到。

霍金輻射非常稀少,通常無法檢測到。這使得難以從地球上找到黑洞。當爆炸前的恆星是二元系統的一部分時,它才有可能記錄它的存在。在這種情況下,形成的黑洞開始從它旁邊的恆星中拉出物質,並且當它吸引它時,將其溫度升高到非常高的水平。落在黑洞上的質量會發出大量的X射線,顯示黑體的存在。已經發現十多個黑洞的證據,銀河系,地球所在的星系。第一個被發現的天鵝座X-1將位於離地球大約6,000光年的位置。它將是二元系統的組成部分之一,由超巨星組成,編號為HDE 226.868。

2003年,科學能夠發現已知最遠的黑洞的質量。距地球130億光年(1光年,9.5萬億公裡)。當宇宙誕生時它已經存在:它只有它今天的年齡的6%(137億年)。其重量比太陽大3十億次了,是發射能量的數量驚人,其縮寫SDSS J1148 + 5251已知的星系年輕的心臟。這樣的星系也被稱為類星體。2004年,太空觀測錢德拉X射線,NASA和XMM-牛頓,ESA(歐洲航天局),首次觀測到黑洞撕裂和吞咽位於RXJ1242-11星系恆星的一部分,700離地球數百萬光年。

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    它們源自對大約20個黑洞和中子星的多次X射線觀測數據。我們可以清楚地看到,黑洞(紅色符號)和中子星(藍色符號)幾乎完全分離,從而確定了黑洞的存在。根據愛因斯坦的廣義相對論,黑洞是一種沒有堅硬表面的奇異宇宙天體。
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    據說,著名的黑洞理論家史蒂芬霍金也矛盾的懷疑他的理論錯的。黑洞可能根本不存在,或者它們可能只是一個扭曲的空間,不能作為星體的概念而存在。為什麼霍金先生會提出這樣的疑問呢?其實他曾經在一篇論文中提到過,根據目前的觀察結果以及數據分析。
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    大家好,我是本文的作者小百,歡迎閱讀我的文章,先送你一個麼麼噠~能關注我就送你兩個麼麼噠~黑洞的引力極其強大,就連光也會被它吞沒。那麼人們是如何發現既不釋放光,也不反射光的黑洞的呢?長久以來,科學家就是否存在黑洞的問題展開了激烈的爭論。宇宙中真的存在可以將光吞沒的黑洞嗎?
  • 相對論已經計算了黑洞
    作者/冰辰學者說到愛因斯坦,你會想到黑洞,因為根據愛因斯坦的廣義相對論,一種神秘的天體是黑洞。然而愛因斯坦提出這一概念後,經過幾十年的探索,人們一直沒有發現這種天體的存在。就在去年科學家終於證實了黑洞的存在,這也證明了愛因斯坦是正確的,也從側面證明了愛因斯坦是偉大的,如果沒有愛因斯坦,也許我們的科學技術不可能發展得這麼快。這裡面發生了一些小事故,也許很多人不知道,在愛因斯坦提出廣義相對論的概念並計算出黑洞之後,愛因斯坦卻否認了他的觀點,說黑洞並不存在,怎麼了?
  • 宇宙X射線或透露出黑洞視界的顯著特徵
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    包括最近發現的中等質量黑洞,質量也在太陽的100倍以上。但是,就是這些質量驚人的天體,竟然表現出了和微觀粒子相似的特徵,著實令科學家感到不可思議。,我們首先要了解一個概念,那就是場。科學家發現:雖然一個是極其巨大的宏觀天體,另一個是顯微鏡都看不清的微觀粒子,但黑洞和電子有著驚人的相似性。首先,電子具備三個極其重要的物理量,分別是質量、自旋和電荷。而1973年的時候,霍金等人提出了著名的黑洞無毛定理,指出:黑洞在形成之後將損失一切信息,只留下質量、角動量和電荷三個物理量。注意,電子的自旋不是你以為的自轉,它其實就是一種內稟角動量。
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    即使你沒學過大學物理,你也可能看過電影《星際穿越》,並且對裡面那個震撼人心的黑洞印象深刻,那麼你應該會對這個黑洞形象的創作者、導演諾蘭以及影片的科學顧問加州理工學院的基普·索恩(Kip Throne)存有敬意。因為在基普·索恩的指導下,30多個人、數千臺計算機花費一年多的時間在銀幕上展示了有史以來最為真實的黑洞形象。
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    不過,「黑洞」這一概念的提出,威脅到了現代物理學的一個基本原則,即熱力學第二定律(又名「熵增定律」,一般表述為「不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他的影響」)。量子物理學尚未開創的時代裡,科學家們認為黑洞沒有熵,比如物理學家雅各布.貝肯斯坦(Jacob Bekenstein)認為,黑洞只有三個可以測量的特徵,即「質量」(它的大小)、「角動量」(它旋轉速度的快慢)和「電荷」,一旦某個物體穿過了「事件視界」,那麼它僅僅對黑洞的三個量產生影響,而它的熵會永久性的消失,這樣的話,全宇宙的熵會減少、進而違反了熱力學第二定律。
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  • 蟲洞和黑洞的區別
    著是在很早的時候提出來的,所謂「愛因斯坦-羅森橋」,就是連接黑洞和白洞之間的蟲洞,它是不可雙向穿行的。在上世紀80年代,霍金他們所做的那種蟲洞叫「歐幾裡得蟲洞」。它沒有時間這個概念,只有空間這個慨念。因為討論的是歐幾裡得的量子引力理論裡面,會有這種時空拓撲結果。這樣的蟲洞也是不可雙向穿行的。現在學術界討論的蟲洞要求「雙向可穿行」,人還是要回來的 。
  • 黑洞能量和黑洞大爆炸
    本周我們來說一說黑洞吧。黑洞一直都是一個備受關注的話題,是宇宙中一個超級大的能量收集站。許多人對於黑洞典型的印象就是吞噬。黑洞可以吸收靠近它的一切的能量,就算是光能,也不能夠避免。那麼,黑洞的一些額基本想必各位小夥伴早就了解到了,那我們今天就再說說別的。
  • 一旦黑洞和白洞相遇,會發生什麼?科學家:或可比黑洞還厲害
    文/玉濁清一旦黑洞和白洞相遇,會發生什麼?當然很多人對這種天體的概念並不是很深,所謂的白洞就是強引力源,他外部引力性質和黑洞相同,白洞可以把周圍的物質全部輻射形成物質層,其實白洞的理論主要就是用來解釋一些高能天體的現象,不過也有人感到好奇,一旦黑洞遇見白洞會發生什麼樣的情況呢?
  • 黑洞的探究
    我們人類目前對宇宙的區域、物質、現象和規律認知依舊是宇宙的一個小角,還有無數的未知領域和現象等著人類去進一步探索和發掘。而——黑洞,一個熟悉而又陌生的名字。就是宇宙中千千萬萬未知區域中的一個特別顯眼的存在。迄今為止,它依舊在人類面前充斥著神秘和恐怖。猶如一位隱藏在宇宙空間的「刺客」,人類想盡一切辦法,也未能發現它,只能靠推算和天體運動現象估計它的存在。首先,先說說黑洞是怎麼來的。
  • 黑洞與傳說中的白洞和蟲洞,其實只有黑洞才是永恆的!
    黑洞的來源有兩種,一種原初黑洞,另一種是恆星型黑洞!原初黑洞則是在宇宙大爆炸時代即產生,但迄今為止並未獲得證實!而恆星型黑洞的形成理論則比較成熟,但對於超大型的黑洞的祖宗是誰,科學家依然傻傻的分不清!恆星型黑洞是大質量恆星,一般認為是超過30倍太陽質量的恆星在超新星爆發階段內核坍縮而成(內核質量需超過奧本海默極限即3.2個太陽質量),一般初期生成的黑洞為太陽的3.8倍!黑洞分為史瓦希黑洞(不旋轉不帶電荷)、克爾黑洞(有角動量但不帶電荷)、克爾-紐曼黑洞(有角動量帶電荷),目前最了解的是克爾黑洞!
  • 距離地球最近的黑洞和其他已知黑洞都不一樣
    天文學家才在銀河系內發現了一個黑洞HR 6819,它距離地球很近,只有1000光年。1000光年是什麼概念呢?下圖展示了這個三星系統的軌道,其中包括一顆恆星(軌道為藍色)和軌道較寬的另一顆恆星(軌道也是藍色),以及一個黑洞(軌道為紅色)。事實上,HR 6819也是目前唯一一個可以用肉眼觀測到的黑洞系統,由於星等為5.36,它是2000個最亮的恆星系統之一。
  • 黑洞是怎麼命名的?為什麼大部分黑洞名字都這麼無趣?
    在這個藝術概念插圖中,一個超大質量黑洞被一個旋轉的物質盤所包圍。黑洞上方略帶紫色的光球是電暈的一個特徵,它含有可以產生x射線的高能粒子。(圖片:©NASA/JPL-Caltech)最近,人類首次近距離拍攝到了一個距地球約5500萬光年的黑洞,除此之外,人們還給這個黑洞起了一個比其他黑洞名字有趣得多的名字,這還是史上第一次。
  • 黑洞系列——黑洞的公轉和自轉
    我們知道黑洞是通過恆星坍縮後形成的緻密天體,在恆星演化到末期,大質量恆星核聚變產生到鐵,由於鐵核聚變所需的能量超過了其核聚變所能產生的能量,所以恆星就沒法再繼續通過鐵核聚變釋放能量從而抵抗引力坍縮,最終在引力坍縮下產生一次猛烈的超新星爆炸,把大量剩餘物質拋射到宇宙空間,剩下的核心部分會在引力作用下向內坍縮,當坍縮的剩餘的質量超過某個臨界值,核心的坍縮就會相繼突破電子簡併壓的錢德拉塞卡極限和中子簡併壓的奧本海默極限
  • 雅各布·貝肯斯坦和四十年的黑洞傳奇
    但是他所從事的主要領域,卻可能使現代物理學創造的最廣為人知的概念之一——黑洞。而在黑洞領域,他的貢獻是舉足輕重的。大眾眼中的玩具,物理學家眼中的大難題黑洞是啥?它是黑的。被它吸進去的人出不來。進了黑洞基本上會死但也許可以穿越時空。我們對黑洞的了解大多停留在此,這恐怕還是看過《星際穿越》之後的結果。它在科幻領域裡是重要的道具,但僅此而已。
  • 霍金解釋如何從黑洞中「逃出」
    我們關於黑洞的很大一部分知識來自於霍金———事實上,還有以他命名的概念。因此,他提出新理論絕非小事。   霍金在瑞典皇家理工學院發表演講時說,被吸進黑洞的東西並不一定永遠要留在那裡。他說:「還是有辦法出來的。」   幾十年來,物理學家一直在思索粒子信息在經過黑洞時會發生什麼(這裡的信息指的是粒子的所有特徵,這個術語的意義與我們對信息的普遍釋義不同)。