黑洞简介
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虫洞连接黑洞和白洞,在黑洞与白洞之间传送物质。在这里,虫洞成为一个阿尔 伯特·爱因斯坦—罗森桥,物质在黑洞的奇点处被完全瓦解为基本粒子,然后通过这个 虫洞(即阿尔伯特·爱因斯坦—罗森桥)被传送到白洞并且被辐射出去。
白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是, 一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞 会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙。或许 虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说,它们听起来很 酷。但是这些仅仅是物理学家们的推测与猜想,人类对于他们的认识仅仅走出了小小 的一步,未来还有很长的一段路要走。
ห้องสมุดไป่ตู้
星 系 中 心 的 超 大 质 量 黑 洞
目前发现的最大的黑洞是大熊星系中心的黑洞,质量 为太阳的100亿倍
科学家们提出设想,既然宇宙中有黑洞, 那么一定存在“白洞”。黑洞可以用强 大的吸力把任何物体都吸进去,而白洞 可以把这些东西都吐出来。科学家们设 想,黑洞与白洞是连在一起的,黑洞把 物质吸进去,物质在里面会经过一个叫 做奇异点的东西,然后物质就到达了白 洞的“管辖范围”,会被白洞“吐”出 来。然后物质就到达了另一个宇宙。
黑洞的产生过程
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,物质将不可阻挡地向着中心 点进军,直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大 的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史 瓦西半径),质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向 外射出——“黑洞”就诞生了。
黑洞、白洞与虫洞
虫洞:“虫洞”是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。 它可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来,并提供时间旅行的可能性。它也可能是连接 黑洞和白洞的时空隧道,也叫“灰道”。虫洞可以在宇宙的正常时空中显现,成为一个突然 出现的超时空管道。
黑洞与白洞的联系:黑洞可以产生一个势阱,白洞则可以产生一个反势阱。宇宙是 三维的,将势阱看作第四维,那么虫洞就是连接势阱和反势阱的第五维。假如画出宇 宙、势阱、反势阱和虫洞的图像,它就像一个克莱因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶颈 的交界处是白洞,瓶颈是虫洞。
黑洞吸积、吞噬星体
星系系统3C321中的超级黑洞用致命的X射线、伽马 射线和电子轰击邻近的一个星系。
2、蒸发
宇宙中的黑洞,也有一种“蒸发”的现象。黑洞蒸发这个概 念,是由英国著名的物理学家霍金于1974年提出来的。霍金认为, 在黑洞的周围,正反粒子对产生后有四种可能的结果:一、湮灭; 二、一起落入黑洞;三、正粒子落入黑洞而反粒子逃脱出来;四、 反粒子落入黑洞而正粒子逃脱出来。
证据一:吸积盘 证据二:霍金辐射 证据三:粒子流喷射 证据四:引力透镜现象
史瓦西半径:史瓦西半径是任何具重力的质量之临界 半径。一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。在不自转 的黑洞上,史瓦西半径所形成的球面组成一个视界。光和 粒子均无法逃离这个球面。该值的含义是,如果特定质量 的物质被压缩到该半径值之内,将没有任何已知类型的力 可以阻止该物质自身重力将自己压缩成一个奇点。
黑洞
内容概要
·黑洞的概念与定义 黑洞的产生及演化过程 黑洞的分类 如何探测黑洞
定义: 由一个只允许外部物质和
辐射进 入而不允许物质和辐射从中 逃离的边界即视界(event horizon)所 规定的时空区域。
黑洞是超级致密天体,它的体积趋向 于零而密度无穷大,由于具有强大的吸引力, 物体只要进入离这个点一定距离的范围内, 就会被吸收掉,连光线也不例外。黑洞吸进 物质时会发射出X射线。
蒸发过程黑洞喷射物不断变亮
旋转黑洞
1.根据黑洞的质量的大小,大体可以将黑洞分为如下三类: 微黑洞:大小相当于原子尺度,为10-8厘米,质量像座大山的黑
洞;
恒星级黑洞:尺度大约为30公里,质量为10个太阳质量的黑洞; 星系级巨型黑洞:尺度为3光年,质量为109个太阳质量的黑洞;
2.根据黑洞本身的物理特性,我们可以将黑洞分为以下四类: 不旋转不带电荷的黑洞:它的时空结构于1916年由施瓦西求出称施 瓦西黑洞 不旋转带电黑洞:称R-N黑洞。时空结构于1916-1918年由Reissner 和Nordstrom求出 旋转不带电黑洞:称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出 一般黑洞,称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。
黑
虫洞
洞
白 洞
如何探测黑洞
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。
黑洞目前还算是理论上的天体,因为还没有人直 接观测到它。但是科学界普遍相信黑洞的存在,因为 越来越多的观测证据间接的指向这一点。以下四点是 观测黑洞常提到方法。
最后一种结果的可能性最大。反粒子带有负的能量,落入黑 洞之后会使黑洞的能量减少,而逃脱出来的正粒子就好像是从黑 洞向外发射出了能量。这就是黑洞的蒸发。黑洞的质量越大,蒸 发得越慢。
霍金计算出:质量相当于太阳的黑洞,一年的蒸发量仅10^20焦耳,可维持寿命约10^67年;质量为10^12千克的小黑洞,每 秒蒸发掉6×10^9焦耳的能量,其寿命约为100亿年,与恒星的寿 命相当。
太阳的史瓦西半径约为3千米,地球的史瓦西半径只
黑洞正在拉伸、撕裂、并且吞噬恒星
黑洞的演化过程
1、吸积
黑洞通常是因 为它们聚拢周 围的气体、尘 埃等产生辐射 而被发现的, 这一过程被称 为吸积。
在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流 动时形成了星系。即使到了今天,恒星依然是由气体云 在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体 而形成的。行星(包括地球)也是在新形成的恒星周围 通过气体和岩石的聚集而形成的。当中央天体是一个黑 洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面。黑洞除了吸 积物质之外,还通过霍金蒸发过程向外辐射粒子。
白洞有可能离黑洞十分远;实际上它甚至有可能在一个“不同的宇宙”--那就是, 一个时空区域,除了虫洞本身,完全和我们在的区域没有连接。一个位置方便的虫洞 会给我们一个方便和快捷的方法去旅行很长一段距离,甚至旅行到另一个宇宙。或许 虫洞的出口停在过去,这样你可以通过它而逆着时间旅行。总的来说,它们听起来很 酷。但是这些仅仅是物理学家们的推测与猜想,人类对于他们的认识仅仅走出了小小 的一步,未来还有很长的一段路要走。
ห้องสมุดไป่ตู้
星 系 中 心 的 超 大 质 量 黑 洞
目前发现的最大的黑洞是大熊星系中心的黑洞,质量 为太阳的100亿倍
科学家们提出设想,既然宇宙中有黑洞, 那么一定存在“白洞”。黑洞可以用强 大的吸力把任何物体都吸进去,而白洞 可以把这些东西都吐出来。科学家们设 想,黑洞与白洞是连在一起的,黑洞把 物质吸进去,物质在里面会经过一个叫 做奇异点的东西,然后物质就到达了白 洞的“管辖范围”,会被白洞“吐”出 来。然后物质就到达了另一个宇宙。
黑洞的产生过程
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,物质将不可阻挡地向着中心 点进军,直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大 的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史 瓦西半径),质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向 外射出——“黑洞”就诞生了。
黑洞、白洞与虫洞
虫洞:“虫洞”是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。 它可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来,并提供时间旅行的可能性。它也可能是连接 黑洞和白洞的时空隧道,也叫“灰道”。虫洞可以在宇宙的正常时空中显现,成为一个突然 出现的超时空管道。
黑洞与白洞的联系:黑洞可以产生一个势阱,白洞则可以产生一个反势阱。宇宙是 三维的,将势阱看作第四维,那么虫洞就是连接势阱和反势阱的第五维。假如画出宇 宙、势阱、反势阱和虫洞的图像,它就像一个克莱因瓶——瓶口是黑洞,瓶身和瓶颈 的交界处是白洞,瓶颈是虫洞。
黑洞吸积、吞噬星体
星系系统3C321中的超级黑洞用致命的X射线、伽马 射线和电子轰击邻近的一个星系。
2、蒸发
宇宙中的黑洞,也有一种“蒸发”的现象。黑洞蒸发这个概 念,是由英国著名的物理学家霍金于1974年提出来的。霍金认为, 在黑洞的周围,正反粒子对产生后有四种可能的结果:一、湮灭; 二、一起落入黑洞;三、正粒子落入黑洞而反粒子逃脱出来;四、 反粒子落入黑洞而正粒子逃脱出来。
证据一:吸积盘 证据二:霍金辐射 证据三:粒子流喷射 证据四:引力透镜现象
史瓦西半径:史瓦西半径是任何具重力的质量之临界 半径。一个物体的史瓦西半径与其质量成正比。在不自转 的黑洞上,史瓦西半径所形成的球面组成一个视界。光和 粒子均无法逃离这个球面。该值的含义是,如果特定质量 的物质被压缩到该半径值之内,将没有任何已知类型的力 可以阻止该物质自身重力将自己压缩成一个奇点。
黑洞
内容概要
·黑洞的概念与定义 黑洞的产生及演化过程 黑洞的分类 如何探测黑洞
定义: 由一个只允许外部物质和
辐射进 入而不允许物质和辐射从中 逃离的边界即视界(event horizon)所 规定的时空区域。
黑洞是超级致密天体,它的体积趋向 于零而密度无穷大,由于具有强大的吸引力, 物体只要进入离这个点一定距离的范围内, 就会被吸收掉,连光线也不例外。黑洞吸进 物质时会发射出X射线。
蒸发过程黑洞喷射物不断变亮
旋转黑洞
1.根据黑洞的质量的大小,大体可以将黑洞分为如下三类: 微黑洞:大小相当于原子尺度,为10-8厘米,质量像座大山的黑
洞;
恒星级黑洞:尺度大约为30公里,质量为10个太阳质量的黑洞; 星系级巨型黑洞:尺度为3光年,质量为109个太阳质量的黑洞;
2.根据黑洞本身的物理特性,我们可以将黑洞分为以下四类: 不旋转不带电荷的黑洞:它的时空结构于1916年由施瓦西求出称施 瓦西黑洞 不旋转带电黑洞:称R-N黑洞。时空结构于1916-1918年由Reissner 和Nordstrom求出 旋转不带电黑洞:称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出 一般黑洞,称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。
黑
虫洞
洞
白 洞
如何探测黑洞
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。
黑洞目前还算是理论上的天体,因为还没有人直 接观测到它。但是科学界普遍相信黑洞的存在,因为 越来越多的观测证据间接的指向这一点。以下四点是 观测黑洞常提到方法。
最后一种结果的可能性最大。反粒子带有负的能量,落入黑 洞之后会使黑洞的能量减少,而逃脱出来的正粒子就好像是从黑 洞向外发射出了能量。这就是黑洞的蒸发。黑洞的质量越大,蒸 发得越慢。
霍金计算出:质量相当于太阳的黑洞,一年的蒸发量仅10^20焦耳,可维持寿命约10^67年;质量为10^12千克的小黑洞,每 秒蒸发掉6×10^9焦耳的能量,其寿命约为100亿年,与恒星的寿 命相当。
太阳的史瓦西半径约为3千米,地球的史瓦西半径只
黑洞正在拉伸、撕裂、并且吞噬恒星
黑洞的演化过程
1、吸积
黑洞通常是因 为它们聚拢周 围的气体、尘 埃等产生辐射 而被发现的, 这一过程被称 为吸积。
在宇宙早期,当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流 动时形成了星系。即使到了今天,恒星依然是由气体云 在其自身引力作用下坍缩碎裂,进而通过吸积周围气体 而形成的。行星(包括地球)也是在新形成的恒星周围 通过气体和岩石的聚集而形成的。当中央天体是一个黑 洞时,吸积就会展现出它最为壮观的一面。黑洞除了吸 积物质之外,还通过霍金蒸发过程向外辐射粒子。