黑洞的介紹

　　在浩渺的宇宙中，有種特殊的天體，叫黑洞。它是毀滅的代名詞，是絕望和恐懼的象征，那么它到底是什么東西？以下是小編整理的黑洞的介紹，歡迎閱讀。

　　黑洞介紹

　　黑洞是現(xiàn)代廣義相對論中，宇宙空間內(nèi)存在的一種天體。黑洞的引力很大，使得視界內(nèi)的逃逸速度大于光速。

　　1916年，德國天文學(xué)家卡爾·史瓦西（Karl Schwarzschild）通過計(jì)算得到了愛因斯坦引力場方程的一個(gè)真空解，這個(gè)解表明，如果將大量物質(zhì)集中于空間一點(diǎn)，其周圍會(huì)產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象，即在質(zhì)點(diǎn)周圍存在一個(gè)界面——“視界”一旦進(jìn)入這個(gè)界面，即使光也無法逃脫。這種“不可思議的天體”被美國物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒（John Archibald Wheeler）命名為“黑洞”。

　　“黑洞是時(shí)空曲率大到光都無法從其視界逃脫的天體”。

　　黑洞無法直接觀測，但可以借由間接方式得知其存在與質(zhì)量，并且觀測到它對其他事物的影響。借由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的“邊緣訊息”，可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可借由間接觀測恒星或星際云氣團(tuán)繞行軌跡取得位置以及質(zhì)量。

　　黑洞的本質(zhì)

　　在1970年代早期，黑洞是死亡的代名詞，我們所知關(guān)于宇宙的一切到了那里都得結(jié)束。但是對史蒂芬霍金這個(gè)當(dāng)時(shí)年輕的物理學(xué)研究院來說，黑洞卻是令人興奮的挑戰(zhàn)。1970年代中期，史蒂芬霍金計(jì)劃去做一件其他物理學(xué)家都從未達(dá)成的事，在那之前的50年，物理學(xué)家一直無法整理好愛因斯坦的重力理論，他們無法讓這理論跟截然不同的原子理論融合起來，也就是量子力學(xué)。但霍金瞥見的是這兩種理論終有相遇的一點(diǎn)，而這一點(diǎn)正是黑洞的邊緣。

　　如果有一個(gè)黑洞，把量子力學(xué)的理論也套用在黑洞會(huì)怎么樣呢？愛因斯坦的理論說黑洞是個(gè)完整無缺的光滑球體，但霍金將黑洞應(yīng)用于大片粒子和原子中，這兩種理論就會(huì)互相排斥，但霍金必須讓它們和解。

　　把愛因斯坦的理論和量子力學(xué)結(jié)合是其中一個(gè)現(xiàn)代物理學(xué)不斷追求的成果。霍金在1970年代初期的是他并沒有嘗試完全地解決這個(gè)問題，而是將量子力學(xué)與廣義相對論放在一起，用的是很有限的方式。更了不起的是，由于無法寫下長長的方程式和算式，霍金必須在腦海中想象整個(gè)過程。

　　跟宇宙和黑洞一樣，霍金必須想象一個(gè)我們不熟悉的世界，那就是奇妙的原子世界。原子有點(diǎn)像我們的太陽系，中間是原子核，周圍是電子。以前我們學(xué)習(xí)物理課時(shí)，知道電子圍繞著原子核旋轉(zhuǎn)，但他們之間的距離并不是我們在書本上見到的那樣近。事實(shí)上，如果原子核的大小有彈珠那么大，而電子的寬度有頭發(fā)那么寬，那么兩者之間的距離能達(dá)到2英里遠(yuǎn)！

　　從原子的層面來講，粒子幾乎是不存在的，它們不像實(shí)體的團(tuán)塊，而是微小和虛無的力場，而且跟力場一樣會(huì)發(fā)光，它們更像是波。水，聲音和光的特性都像波，原子的部分特性也像波，這就是說它們能擴(kuò)散，可以同時(shí)出現(xiàn)在不止一處的地方。

　　舉個(gè)例子，我們在電子游戲廳都玩過射槍游戲，按常理說，當(dāng)我們用槍射出球時(shí)，一個(gè)球擊中一個(gè)目標(biāo)。但如果想用一個(gè)球擊中許多目標(biāo)，這是不現(xiàn)實(shí)的，違反常理的。但在量子世界中，常理是不管用的，常理在量子世界中無法立足。

　　霍金知道原子不像打臺(tái)球，它們沒那么有規(guī)律。那么霍金如何將愛因斯坦所說，沿曲線穩(wěn)定運(yùn)行的恒星和行星與極不規(guī)律的原子相結(jié)合呢？在極微小的層面上，宇宙就像是一種在胡亂跳舞的波，粒子是隨機(jī)出現(xiàn)及消失的，這那個(gè)層面上，沒什么是確定的，甚至沒東西存在。原子甚至有點(diǎn)像人類，我們無法百分百準(zhǔn)確預(yù)測它們的去向，我們能大致上預(yù)計(jì)它們的表現(xiàn)，但不可能絕對準(zhǔn)確，而且我們不能完全確定原子是不是真的存在。

　　在虛空里，這種能量的形式是一次次原子粒子，它們憑空出現(xiàn)，存在不到十一分之一秒，然后就互相消失。這個(gè)概念就是一對粒子憑空出現(xiàn)，然后短暫地存在之后又消失不見。這種現(xiàn)象在太空中普遍存在。而這對粒子就像是陰和陽，它們彼此對立但又缺一不可，但很奇怪的是，其中一個(gè)有負(fù)質(zhì)量。于是霍金就發(fā)問，如果那個(gè)有負(fù)質(zhì)量的粒子撞上黑洞會(huì)發(fā)生什么？

　　霍金知道那個(gè)有正質(zhì)量的粒子擁有足夠的能量可以脫離黑洞，但有負(fù)質(zhì)量的粒子則會(huì)掉進(jìn)去，而且會(huì)對黑洞帶來非常重大的影響。

　　掉進(jìn)黑洞的粒子會(huì)逐漸減少黑洞的質(zhì)量，因?yàn)樗�有的是�?fù)質(zhì)量，但是脫離黑洞的粒子對我們來說就是輻射的一部分。雖然現(xiàn)在我們了解黑洞為何會(huì)散出發(fā)出熱輻射，但當(dāng)時(shí)這可確認(rèn)讓人十分意外，因?yàn)橐婚_始霍金甚至也以為自己犯錯(cuò)了。但事實(shí)上霍金并沒有犯錯(cuò)，在黑洞的周圍有一圈差點(diǎn)看不到的微光，脫離黑洞的正質(zhì)量粒子，特性就跟熱輻射一樣，掉進(jìn)黑洞的負(fù)質(zhì)量粒子，會(huì)慢慢地幾乎無法察覺地減少黑洞的質(zhì)量，這樣到最后會(huì)造成災(zāi)難性的結(jié)果。

　　霍金的結(jié)論就是黑洞并不是漆黑的，它其實(shí)一直在發(fā)出輻射，所以在它存在的大部分期間，黑洞是一直在燃燒，但是它會(huì)逐漸地縮小，溫度也會(huì)越來越高，到最后就會(huì)高到一個(gè)點(diǎn)，然后就會(huì)爆炸，它會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)失去所有的質(zhì)量！

　　拓展

　　黑洞分類

　　超大質(zhì)量黑洞：

　　到目前為止可以在所有已知星系中心發(fā)現(xiàn)其蹤跡。質(zhì)量可以是太陽的數(shù)百萬至170億倍。迄今所知最大的黑洞在星系S5 0014+813的中心，質(zhì)量約為太陽的400億倍。

　　中介質(zhì)量黑洞：

　　是質(zhì)量超過恒星黑洞（數(shù)十倍太陽質(zhì)量），但遠(yuǎn)小于超大質(zhì)量黑洞（數(shù)百萬倍太陽質(zhì)量）的一種黑洞。

　　恒星黑洞：

　　大質(zhì)量恒星（大約20倍太陽質(zhì)量）引力坍塌后所形成的黑洞，可以借由伽馬射線暴或超新星來發(fā)現(xiàn)它的蹤跡。如果致密星的質(zhì)量超過臨介值時(shí)，引力坍塌會(huì)繼續(xù)，形成黑洞。雖然未證實(shí)是否有中子星的最大質(zhì)量，但估計(jì)也有3倍太陽質(zhì)量。直至目前為止，質(zhì)量最小的黑洞大約有3.8倍太陽質(zhì)量。

　　微型黑洞：

　　又稱作量子黑洞或者迷你黑洞，是很小的黑洞。取名量子力學(xué)黑洞的原因是在這個(gè)尺度之下，量子力學(xué)的效應(yīng)扮演非常重要的角色。微型黑洞的產(chǎn)生有可能是在大型強(qiáng)子對撞機(jī)內(nèi)就可以觀測到的重要現(xiàn)象。

　　原初黑洞

　　原初黑洞是理論預(yù)言的一類黑洞，目前尚無直接證據(jù)支持原初黑洞的存在。宇宙大爆炸初期，宇宙早期膨脹之前，某些區(qū)域密度非常大，以至于宇宙膨脹后這些區(qū)域的密度仍然大到可以形成黑洞，這類黑洞叫做原初黑洞。原初黑洞的質(zhì)量與密度不均勻處的尺度有關(guān)，因此原初黑洞的質(zhì)量可以小于恒星坍塌生成的黑洞，根據(jù)霍金的理論，黑洞質(zhì)量越小，蒸發(fā)越快。質(zhì)量非常小的原初黑洞可能已經(jīng)蒸發(fā)或即將蒸發(fā)，而恒星坍塌形成的黑洞的蒸發(fā)時(shí)標(biāo)一般長于宇宙時(shí)間。天文學(xué)家期待能觀測到某些原初黑洞最終蒸發(fā)時(shí)發(fā)出的高能伽瑪射線 。

【黑洞的介紹】相關(guān)文章：

湘菜介紹03-20

咸蛋的介紹08-03

介紹的作文02-19

冬至的介紹04-01

小學(xué)生自我介紹個(gè)人介紹08-18

自我介紹介紹信范文模版11-30

初中介紹信范文-介紹信06-09

介紹藝術(shù)作文10-04

帶子的做法介紹10-09