浅谈对黑洞的理解

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----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 物理与人类文明期末大作业

论文题目:浅谈对黑洞的理解

学院:管理学院

班级:工商122

姓名:张文姣

学号:1207010233

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----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 摘要:本文介绍了有关黑洞的一些问题,包括黑洞的起源、形成，处于时间与空间之间的黑洞，使时间放慢脚步，使空间变得有弹性，同时吞进所有经过它的一

切。同时还介绍了一些对黑洞的误区;现在引发出对黑洞是否存在提出了怀疑。虽然现在我们对黑洞的认识很大程度上是在一定的猜想上进行的，但是终有一天人类会解开黑洞之谜。黑洞是现代物理学和天文学中研究的一个热点。

关键字:黑洞，黑洞理解误区，是否存在黑洞

一、黑洞的含义

黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。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。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞引申义为无法摆脱的境遇。它的基本特征是具有一个封闭的视界。视界就是黑洞的边界。外来的物质和辐射可以进入视界以内，而机界内的任何物质都不能跑到外面。

二、黑洞的形成

要了解黑洞是如何形成的，我们先对恒星生命过程作以简单了解:

众所周知:通常的恒星是靠万有引力的吸引效应将物质聚集在一起的。同时恒星内部的热核反应所产生的大量热能造成粒子的剧烈运动而形成排斥效应，当这两种效应达到稳定平衡时候，恒星将会塌缩。但是，由于热核反映能量逐渐消耗，以至耗尽，恒星就会冷却下来，万有引力的作用大于排斥效应的作用使恒星发生塌缩。原子的壳层将被压碎形成原子核在电子海洋中的漂浮状态。这时电子之间的斥力与恒星自身引力相比处于劣势地位，恒星将发生塌缩，体积减少，导致塌缩的密度是非常大的。

1. 白矮星的形成

由于恒星热反应停止以后，辐射压力减少，使恒星发生收缩，在收缩过程中，核内高温使物质发生电离。星体内部充满电子，由于电子服从泡利不相容原理。物

质粒子靠的十分接近时候不能具有完全相同的状态。即两个相同的自旋为1/2的粒子不可能同时具有相同的位置与速度，这将导致粒子在吸引、接近的过程中产生很强的斥力平衡，按照相对论理论，粒子之间的相对速度不能超过光速。由泡利不相容原理产生的斥力就有上限。经过计算这种斥力上限为1.4个太阳质量，称为钱德拉卡极限。当恒星质量小于1.4倍的太阳质量时，电子简并压可以完全抗衡引力，阻止恒星进一步塌缩，从而形成白矮星。

2 .中子星的形成

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----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Mm根据万有引力公式公式可知，一颗恒星的质量越大，引力就越强，FG,引2R 对于质量不太大的恒星而言，塌缩的速度还不算快，若恒星质量大于1.4个太阳质量，则电子之间的简并压就不能抗拒引力塌缩，导致星体密度继续增加，当温度足够高时候，高能光子把原子核分裂成质子和中子，质子又与电子结合成中微子，使得星体内部存在大量中子。中子也服从泡利不相容原理，出现附加压强，称为中子简并压。经过计算这种斥力上限为2-3个太阳质量，称为奥本海默极限。

[2]当恒星的质量大于钱德拉卡极限而小于奥本海默极限时，从而形成中子星。

3. 黑洞的形成

如果恒星的质量超过奥本海默极限，则没有任何力量能够抵制住强大的引力，星体将塌缩到自身的引力半径之内，从而形成黑洞。

从超新星爆发的角度来看，星体塌缩是一种非常猛烈的过程，爆炸崩掉恒星的外壳，同时产生指向星体中心的巨大压力，使星体的中心部分形成黑洞。

除去恒星塌缩以外，形成黑洞还有其他途径。例如，在星系的中心聚集着亿万颗太阳和别的物质，在演化过程中很可能发生物质收缩和恒星之间的碰撞，从而形成巨大质量的星级黑洞。

三、黑洞真的存在吗,

“黑洞”是从预言产生的理论，如果不能证实其存在的真实性，理论就成了“无源之水”，关于黑洞存在的理论预言建立在以下几点根据上:

(1):自然界没有任何力量可以支撑质量为太阳质量3倍以上的“冷”物质(所谓“冷”物质是指停止核反应的物质)以常规方式存在(所谓的常规方式是指原子、分子形式存在的方式)。

(2):许多已经观测的热恒星的质量远远超过太阳质量3倍以上。

(3):科学家已经根据中子星的脉冲辐射观测到了中子星，随着时间的推移，中子星可以继续塌缩。

(4):大恒星消耗核燃料并且经历了阴历塌缩的时间一般为几百万年，而银河系已经有100亿的高龄，因而在银河系里产生黑洞的年龄条件是成熟的。

基于以上几点，我们可大胆而理智的预言黑洞的存在是真实的。

四、黑洞的误区

1(黑洞不是“黑球”