什么是黑洞 为什么有那么大引力

什么是黑洞 为什么有那么大引力
什么是黑洞 为什么有那么大引力

什么是黑洞 为什么有那么大引力
爱因斯坦提出广义相对论后的第二年,也就是1916年,史瓦西就在理论中发现了黑洞的存在,但直到1960年,科学家们才理解并接受了黑洞的存在.
很多黑洞仅仅是打质量恒星演化的重点.这些恒星的质量在太阳的10倍以上.在他们的一生中,总有两种不同的力量在相互抗衡：自身的引力向内施压,而内部热核聚变反应所产生的能量则向外施压.当这两种力量不分伯仲的时候,恒星就处于较为稳定的状态.但恒星内部用于热核聚变的燃料终有一天要用尽,当这一天来临时,力量的悬殊就会显现出来.一旦引力占了上风,恒星就无可避免的向内坍缩,并且引力的作用会越来越剧烈.随着恒星的物质变得越来越致密,它的逃逸速度也就越来越大.当恒星致密到逃逸速度大于光速时,一个黑洞就形成了.此时,即便是宇宙间运动速度最快的物质——光——也无法逃离黑洞了.
另外,宇宙中还有一些质量非常巨大的黑洞,他们位于星系和类星体的中心.比如我们银河系的中心就有一颗超大质量的黑洞,它的质量是太阳的400万倍.这些黑洞的形成过程还不完全清晰.但不论哪种黑洞,他们都不过是天体的一种极端的存在形式.
虫洞是幻想小说中的提法.虫洞被认为是有两个黑洞经过“爱因斯坦--罗森桥”连接而形成的.1935年爱因斯坦和罗森提出了爱因斯坦--罗森桥,但这一理论并没有提及桥两端所连接的时空具有何种关系.于是在科幻中,宇航员从一个黑洞进入,会从另一端出去,这样就发生了时空旅行.但真实情况是,到目前为止,天文学家在实际的观测中已经发现了不少黑洞的存在迹象,却从未发现任何证据证明虫洞的存在.虫洞目前仅仅是数学上的结果,可能踊跃也只是数学上的结果.
此外还有另一种更为诡异的说法：黑洞可能与白洞相连,当一个人从黑洞进入后,可能有白洞出来.事实上,白洞也仅仅是数学上与黑洞相对的结果,在自然界中是否真的存在也很值得怀疑.而白洞与黑洞相连的说法就显得更加不可能了.退一万步说,假设真的有黑洞与白洞相连,那么当一个人投身黑洞,那么他早在从白洞“钻”出来之前,已经在黑洞巨大的的潮汐力作用下被撕得粉碎了.
事实上,黑洞不会“吸”任何东西!黑洞的引力与宇宙中其他天体的引力在性质上没有差别,对于远处的物体来说,黑洞的引力并不能把他们怎么样.假如我们的太阳突然演化成一个黑洞,那么这个黑洞并不会把太阳系中的大小行星统统吃掉.我们的地球仍然会在现在的轨道上运行下去（严格说,从长时间来看会有微小变化）,唯一明显变化就是天气变得异常寒冷——因为缺少阳光的温暖.
黑洞就像水中的漩涡,只有当你离他太紧的时候,他才会对你构成威胁.黑洞有一个“史瓦西半径”,只有当你越过了这个半径,你才会无法自拔的被黑洞“吸”进去.史瓦西半径可以从逃逸速度重计算得到.在史瓦西半径以内,光都无法逃逸.我们太阳的史瓦西半径是2.9千米,相比之下,现在太阳的半径大约是70万千米.当太阳突然变成黑洞,太阳系中的大小行星全都会处于“安全线”以外,当然,我们的太阳是不会变成黑洞的,因为它的质量太小了.太阳最终会演化成为一颗白矮星.那些经历了一系列变化后中心质量在太阳2.5倍以上的天体,才有可能演化成为黑洞.
那么,为什么在史瓦西半径以内,黑洞的引力会极为强大呢?在数学上,一个物体所产生的引力可以被看作是集中于一点的.对于球体来说,这个点位与球心.当你站在地球表面,你距离求新是最近的,因而你感受到了地球所能带给你的最大引力.假设某一天,地球开始向中心坍缩,那么站在地球表面的你就会随之一向地球的中心,也就是说你离地球中心越来越近,这时你就会感到自己越来越重,因为你受到的引力越来越大.但是假如你没有随着地球移动,而是选在原地不动,那么你便不会感到引力有任何变化.黑洞是一种极端的情况,理论上,天体演化成黑洞时,原先的物质会坍缩到体积为零、密度为无穷大（这时错误的）,其他物体能够非常接近原天体的中心,因而受到极为强大的引力.

黑洞表面（视界外）的引力由形成黑洞的物质质量相关，所以也不见得很大，即使是等效密度也不见得达到惊人的程度——如果现在已知宇宙的密度增加到每立方千米具有不到一个质子，那么宇宙本身就是一个“黑洞”。
转载早年的笔记资料，以供参考——
如果不考虑黑洞的电荷与转动惯量则得到球分布黑洞模型，其半径为R=2GM/C^2，因此质量可以表示为M=RC^2/2G，球的体积为V=4/3*πR^3，相应...

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黑洞表面（视界外）的引力由形成黑洞的物质质量相关，所以也不见得很大，即使是等效密度也不见得达到惊人的程度——如果现在已知宇宙的密度增加到每立方千米具有不到一个质子，那么宇宙本身就是一个“黑洞”。
转载早年的笔记资料，以供参考——
如果不考虑黑洞的电荷与转动惯量则得到球分布黑洞模型，其半径为R=2GM/C^2，因此质量可以表示为M=RC^2/2G，球的体积为V=4/3*πR^3，相应的密度ρ=M/V=3C^2/(8πGR^2)。假定宇宙半径为150亿光年可以求出：其成为黑洞的质量为m=9.5592×10^52kg，密度为ρ=7.98585×10^(-38)kg/m^3，相当于每立方千米存在0.0477个氢原子——这样的密度看上去不大，但是到目前为止还没有探测到宇宙具有如此高的密度而可以理解成是黑洞。

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我认为首先应该把引力解释一下，其实这种力是并不存在的。所谓引力只是物质的质量对空间的扭曲。就像你把一个铁球放在柔软的沙发上的效果一样，离它近的物体会向它移动。当质量达到一定程度，会使周围空间向中心严重塌陷，就是所谓的黑洞。...

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我认为首先应该把引力解释一下，其实这种力是并不存在的。所谓引力只是物质的质量对空间的扭曲。就像你把一个铁球放在柔软的沙发上的效果一样，离它近的物体会向它移动。当质量达到一定程度，会使周围空间向中心严重塌陷，就是所谓的黑洞。

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黑洞最初只是一些科学家过分发达的大脑的产物，但现在已经被验证，它就是一个很大的引力源。它之所以有那么大的引力，是因为它的密度很大（但是根据计算，质量越大的黑洞密度却越小）

黑洞引力大因为它体积小，力量集中于一点。

“黑洞”是一种天体：它的引力场强大得就连光也不能逃脱出来。根据广义
相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没
什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半
径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间
返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连...

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“黑洞”是一种天体：它的引力场强大得就连光也不能逃脱出来。根据广义
相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没
什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半
径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间
返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表
面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像
宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真
正是“隐形”的，下面将会叙述。
黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒
星演化而来的。我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗
恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已
经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳
的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力
与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子
星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过
了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。
这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一
个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度
（史瓦西半径），正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向
外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无
法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎
么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传
播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯
曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，
而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏
离了原来的方向。
在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，
空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部
分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。
所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，
这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它
方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能
看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多
科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。不过，
这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。

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所有物质都爱美——黑洞最美.

黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
等恒...

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黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的，等一会儿我们会讲到。
那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。
这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径)，正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。
在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。不过，这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。

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光线都能吸收进去

黑洞目前还没有得到证实，只是通过物理计算推断出的物质。它的所有特性都是为了物理界对自己理论的自圆其说的产物。

光线不能吸进去

一个质量很大的东东，大得难以想像
正因为质量大所以引力大