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1、精彩黑洞圖片貪婪的黑洞原本是恒星實(shí)際上,黑洞概念的提出已經(jīng)有200多年了。1783年,英國人約翰·米歇爾(JohnMichell)第一個(gè)提出豐在質(zhì)量足夠大并足夠緊密的恒星——它的引力是如此強(qiáng)大,以致連光線都不能逃逸。幾年后,法國科學(xué)家皮埃爾-西蒙·德·拉普拉斯(Pierr—SimondeLaplace)也在他的《世界系統(tǒng)》一書中提出了和米歇爾類似的觀點(diǎn),但非常有趣的是,此書的第三版和以后的版本中再也不提此事了,或許他覺得這個(gè)想法過于荒誕了。在一個(gè)多世紀(jì)以后,德國的天文學(xué)家卡爾·施瓦西(KarlSchwarzschild)于1916年求解出了愛因斯坦廣義相對(duì)論方程的第一個(gè)嚴(yán)
2、格解。這個(gè)解預(yù)示可能存在一類巨大天體,這就是60年代后人們所稱的“黑洞”。第一次“看到”黑洞是在1971年,那時(shí)通過1970年12月12日美國發(fā)射的小型天文衛(wèi)星“自由號(hào)”(Uhuru),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)來自天鵝座區(qū)域的很強(qiáng)的x射線脈沖源,它被命名為天鵝座x-l,這是第一個(gè)被具體確認(rèn)的黑洞。從那以后,黑洞變成了天體物理學(xué)的熱門課題。今天,我們對(duì)黑洞的形成過程已有很多了解,簡單地說,黑洞是質(zhì)量巨大的恒星在超新星爆發(fā)后坍縮(即自身極強(qiáng)烈的收縮)而成的。我們可以把黑洞想像成一個(gè)巨大的“磨碎機(jī)”,它把吸進(jìn)的物質(zhì)磨碎。它的中心被稱為“磨碎點(diǎn)”,也就是所謂的“奇點(diǎn)”。在此“奇點(diǎn)”,科學(xué)定律和
3、我們預(yù)測(cè)未來的能力都失效了。黑洞的邊界被確為“視界”,這是一個(gè)有去無回的界面,只要跨過這一界面就落入了黑洞的內(nèi)郡。不過假設(shè)有人不幸掉進(jìn)去的話,他首先看到的是被黑洞捕獲的光線,而且這些光線呈螺旋狀進(jìn)入引力旋渦。黑洞概論“黑洞”是根據(jù)廣義相對(duì)論預(yù)言存在的天體,它憑著自身的引力把空間中的切“禁閉”起來。黑洞的大小若用質(zhì)量相比較的話,那么具有太陽質(zhì)量的黑洞,半徑只有3公里。黑洞把一切物質(zhì)吸入,連光都不可能逸出。而M82星系中的黑卻噴釋出大量能量,這的確是異乎尋常的。事實(shí)上,當(dāng)物質(zhì)被吸入黑洞的“地平線”下之前,黑洞極強(qiáng)的引力場(chǎng)引起了超高速運(yùn)動(dòng),由此釋放出巨大能量。其原理與水力發(fā)電相
4、似,在水力發(fā)電中,下落的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。對(duì)黑洞來說,因引力下落的能量由于摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,并最終轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋?事實(shí)上,對(duì)被稱為“X射線雙星”的天體的觀測(cè)表明,氣體被吸入黑洞后釋放出的是光放射。黑洞是與中子星或是巨星構(gòu)成彼此繞轉(zhuǎn)的雙星,從巨星流出的氣體在旋轉(zhuǎn)著落入黑洞或中子星時(shí),會(huì)放出大量X射線。在這種情況下黑洞具有太陽的質(zhì)量,若具有8倍于太陽的質(zhì)量,那便是超新星爆發(fā)后的殘存物。中子星是僅由中子構(gòu)成的天體,比黑洞要大上數(shù)倍。逐漸展露面目的黑洞人們猜想包括銀河系在內(nèi)的眾多星系的中心區(qū)域都有許多黑洞。有許多跡象都支持這種猜想。我們可以觀測(cè)到,太空中有一些物質(zhì)圍繞一個(gè)中心極快地旋轉(zhuǎn)
5、,這表明存在一個(gè)引力巨大的引力中心——黑洞。而黑洞及其伴星發(fā)射的X射線輻射則將研究帶到了更清晰的層面。第一個(gè)落網(wǎng)的黑洞是天鵝座X-1,它的質(zhì)量是太陽的6倍,距地球8000光年。這個(gè)黑洞的伴星是一個(gè)質(zhì)量超過太陽20倍的藍(lán)超巨星,它發(fā)射的氣體塵埃形成一個(gè)稱為“吸積盤”的氣體圓盤,正是這個(gè)吸積盤表明了黑洞的存在。在我們的銀河系內(nèi),其他一些天體也已呈遞了表明自已黑洞身份的證書。例如,距地球8000光年的AO620-00和尚未測(cè)出距離的GX339-4,與麥哲倫云毗鄰的兩個(gè)天體LMCX-l和LMCX-3等。其他河外星系中同樣發(fā)現(xiàn)了可能的黑洞,它們以每秒千萬公里的速度吸進(jìn)星際氣體并噴出
6、強(qiáng)大的射流。目前已知的保持最高紀(jì)錄的黑洞是質(zhì)量超過太陽50億倍、位于室女座的M87星系。在這個(gè)黑洞面前,我們的星球簡直是輕如鴻毛。許多星系的核心都可能隱藏著相當(dāng)數(shù)量的黑洞,如同銀河系的核心那樣,那里是許多年老恒星的共同墳?zāi)?。一個(gè)有待驗(yàn)證的黑洞是人馬座A,它是一個(gè)雙星系統(tǒng),而且應(yīng)該有一個(gè)巨大的吸積盤,并能發(fā)射巨大的能量。它雖然還不敢與M87星系的實(shí)體競(jìng)爭(zhēng),但也非同小可——其質(zhì)量可能是太陽的350萬——500萬倍。黑洞字典視界時(shí)空中能否向遙遠(yuǎn)宇宙發(fā)送信號(hào)的事件的分界——霍金;指黑洞與外部空間的分界面——通俗看法.角動(dòng)量表觀剛性物體(物理上理想的不可壓縮的物體的一個(gè)模型)轉(zhuǎn)動(dòng)的
7、物理量,它等于J×v=∑miωiri2。黑洞沒有毛就是指區(qū)別黑洞間的特征除了質(zhì)量、自旋和電荷外,就沒有其它的了。壓縮阻抗又稱絕熱指數(shù),指1個(gè)百分點(diǎn)的密度增長所對(duì)應(yīng)的壓力增長的百分?jǐn)?shù).史瓦西半徑又稱引力半徑,指視線無法進(jìn)入的范圍。未來能讓黑洞發(fā)電天空中那些看上去不動(dòng),但會(huì)自己發(fā)光的星星稱為恒星。太陽就是一顆著名的恒星。和一切事物一樣,恒星也不是永恒不變的,它也會(huì)衰亡。例如,恒星中的“矮子”——白矮星,就是由像太陽那樣的恒星經(jīng)過塌縮以后演變而成的。所以,它的體積比太陽小得多,但密度大、溫度高。那么,是否所有恒星在它的晚期都會(huì)演變成