第一卷星空第五章黑洞和白洞(1 / 2)

黑洞(Black hole )是現代廣義相對 論中,宇宙空間內 存在的一種超高密 度天體,由於類似 熱力學上它是完全不反射光線的黑體 ,故名為黑洞。

黑洞是時空曲率大到光都無法從其視 界逃脫的天體。

黑洞是由質量足夠大的恒星在核聚變 反應的燃料耗盡而“死亡”後,發生引 力坍縮產生的。黑洞的質量極其巨大 ,而體積卻十分微小,它產生的引力 場極為強勁,以至於任何物質和輻射 在進入到黑洞的一個事件視界(臨界 點)內,便再無力逃脫,甚至目前已 知的傳播速度最快的光(電磁波)也 逃逸不出。

黑洞無法直接觀測,但可以借由間接 方式得知其存在與質量,並且觀測到 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紫外線和X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雲氣團繞行黑洞 軌跡,來取得位置以及質量。

2013年11月30日,兩名中國科學家首 次製造出可以吸收周圍光線的人造電 磁“黑洞”。這個黑洞可以在微波頻率 下工作,預計不久後它就能夠吸收可 見光,一種把太陽能轉化為電能的全 新方法可能因此產生。

但是在2014年1月24日英國著名科學 家斯蒂芬霍金教授再次以其與黑洞有 關的理論震驚物理學界。他在日前發 表的一篇論文中承認,黑洞其實是不 存在的,不過“灰洞”的確存在。該說 法在學術界反響不一。

黑洞就是中心的一個密度無限大、時空曲 率無限高、體積無限小的奇點和周圍一部 分空空如也的天區,這個天區範圍之內不 可見。黑洞的產生過程類似於中子星的產 生過程;某一個恒星在準備滅亡,核心在 自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發 生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成 中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個 密實的星體,同時也壓縮了內部的空間和 時間。但在黑洞情況下,由於恒星核心的 質量大到使收縮過程無休止地進行下去, 中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為 粉末,剩下來的是一個密度高到難以想象 的物質。由於高質量而產生的力量,使得 任何靠近它的物體都會被它吸進去。黑洞 開始吞噬恒星的外殼,但黑洞並不能吞噬 如此多的物質,黑洞會釋放一部分物質, 射出兩道純能量——γ射線。

當一顆恒星衰老時,它的熱核反應已經耗 盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能 量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的 力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外 殼的重壓之下,核心開始坍縮,物質將不 可阻擋地向著中心點進軍,直到最後形成 體積接近無限小、密度幾乎無限大的星體 。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一 定小於史瓦西半徑),質量導致的時空扭 曲就使得即使光也無法向外射出——“黑洞 ”就誕生了。