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撩开黑洞的神秘面纱

我们经常会听到黑洞这个名词,“黑洞”很饿容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。那么所谓的黑洞到底是什么呢?迄今为止,人们只能从理论上来对对它进行推断。在过去,科学家把黑洞描述成一个有去无回的视界包裹着密度无限大的奇点。黑洞不停吸入类似于恒星这样的物体。新理论则将黑洞看作一个暗能量,吸入的物体在密集的壳体处分解。认为它是一种引力场非常强,就连光也是无法从中逃逸的天体。“黑洞”究竟是什么?它是怎么形成的?又位于宇宙中的何处?这些都是人们经常关心的话题。黑洞以其特有的美丽吸引着广大的理论物理和天体物理学家。“黑洞”无疑是本世界最具有挑战性,也是最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为解开黑洞的神秘面纱而努力的工作着。

黑洞构造

所有的黑洞基本结构相同,中心的奇点部分被一个不可见的边界围着,我们称它为“视界”,没有东西可以从里面逃出来,光也不例外。视界的尺码叫史瓦西半径,它的名字得与一个认识到它重要性的物理学家。旋转的黑洞构造更加复杂,它有一个能层(一个想宇宙漩涡的区域),里面又有一个内部视界,它奇点的形状像个戒指。



关于黑洞的成因,迄今又很多理论。有人提出黑洞是有巨大星体演变而成的理论。他们认为黑洞跟白矮星和中子星一样,极有可能也是有恒星转变而来的。宇宙早期的星云物质——绝大部分是氢的极其稀薄的气体——由于自身的引力作用而收缩成恒心。由于收缩过程中原子相互碰撞的频率和速度越来越高,导致气体温度上升并最终恒星发光。当温度升高到一个极点,以至于氢原子碰撞后不再离开而是聚合成氦,这一过程被称为“热核聚变”。聚变释放出的巨大能量是恒星气体的压力进一步升高,并达到足以平衡恒星内部引力的程度,于是恒星的收缩停止下来,并在相当长的实践里稳定的燃烧。当恒星燃烧殆尽了这些氢之后,由于核反应的减弱而开始变冷,恒星气体的压力不足以抵抗自身引力时,恒星开始重新收缩。于是物质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。

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