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日志

什么是黑洞?

已有 418 次阅读2006-10-6 21:15

有学生问:什么是黑洞?

浩瀚的宇宙高深莫测,无奇不有,其中最神秘的天体莫过于黑洞。这种怪物比森林中的老虎更凶猛,不管是什么东西,一旦进入它的势力范围,都会被吞吃掉,连骨头也不吐出来。而且它还穿上了隐身衣,谁也看不见它,即使你用强光照射,用雷达探测,仍然找不到它的踪迹。这种怪兽就是爱因斯坦广义相对论预言的一种奇特天体。

    黑洞为什么会有如此神奇的魔力呢?这需要从引力谈起。我们都知道,即使是世界跳高冠军,也不可能一蹦就跳到月球上去,其原因是地球有强大的引力。

    这种万有引力存在于宇宙中任何两个物体之间,引力的强弱取决于两个物体各自的质量,也取决于两个物体之间的距离。物体的质量愈大,引力就愈大。地球质量有60万亿亿吨,地球半径为6371公里,所以有很强的引力。人类想飞出地球,必须使宇宙飞船达到每秒11.2公里以上的速度。而太阳的引力更大,如果想从太阳表面发射宇宙飞船,飞船的速度至少要达到每秒618 公里,才能挣脱太阳的引力,飞向另一颗恒星。万有引力随距离缩小而明显增强。假如太阳不断地收缩,其半径便会不断地缩小,而物质密度却不断增大。如果太阳的半径从现在的70万公里收缩到3 公里,太阳就变成一颗超高密的天体。虽然其质量不变,仍为两千亿亿亿吨,但其半径距离却缩小了20多万倍,此时每秒30万公里的光线也无法从太阳表面射出,这样太阳就变成了一个黑洞。

    也许有些读者担心,如果太阳变成了黑洞,人类不是很危险了吗?实际上不必担心。科学研究表明,太阳是不会变成黑洞的,只有3 倍以上太阳质量的恒星在晚年消耗掉内部的核燃料后,才会在自身的强大引力作用下坍缩,变成恒星级的黑洞。

    如果将宇宙空间想象成一张平铺的悬空的大纸,具有弹性且不易破,其四角用线拉住,那么任何放在上面的物体都会使之产生凹痕,物体愈重,凹痕就愈深。

    如果一个物体重量不变,体积越小,凹痕越深。假如将地球放在上面,那只有浅浅的凹痕。太阳会比地球的凹痕稍深一些。像黑洞这样既小又重的超高密天体就会带来极深极深的凹洞。

    宇宙中不仅有几个太阳质量的恒星级黑洞,还有更大的黑洞。我们知道地球与其他行星在绕太阳公转,而太阳又带着九大行星在银河系公转。整个银河系有着1000多亿颗恒星,它们是太阳的兄弟姐妹,天文学家推测在银河系的中心
有一个大黑洞,质量为300 万个太阳质量。这个大黑洞还不算宇宙中的巨洞。我们知道,在银河系以外还有上千亿个银河系的兄弟姐妹,它们被称为星系,在其他星系中还会有巨大的黑洞。

    除了巨型黑洞外,还有微型黑洞。人们常说明察秋毫,秋天动物新生的细毛已经是十分细小了,其实微型黑洞比起秋毫还要小得多,它只有一万亿分之一毫米,相当于最小的氢原子中的原子核大小,连电子显微镜也无法找到,然而它却比一座大山还重。当代世界级物理大师霍金在微型黑洞的研究中做出了重大的贡献。

    看来,宇宙实在是太神奇了,已超过神话中的一些想象。像《西游记》中孙悟空的金箍棒这样一根小棍子怎么可能有上万斤重呢?而宇宙中这种物质却真的存在,而且还要重得多。

 

更多链接:

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发表评论 评论 (4 个评论)

flicker 彩虹炫 | flicker 匿名卡 | 云之眸 2006-10-7 07:57
老师,3Q3Q啦
flicker 彩虹炫 | flicker 匿名卡 | 2006-11-2 16:57
第一,根据霍金的最新理论,银河系中心存在“大黑洞”的可能性很小。 第二,文章中的“一张纸”的例子很形象,十分利于人理解,但其过于单一,并且缺乏科学性,应声名,或修改。 在此,同样也感谢老师为我们的付出。

QUOTE:
以下为blog主人的回复: 感谢提醒。
回复 lxj91 2007-7-4 17:25
学习无极限。
回复 opensea 2008-3-10 13:32
黑洞对于一切吸入物质也并不是有去无回的。在霍金的《黑洞、婴儿宇宙以及其他》一书中就有提到“黑洞辐射原理”。 下面是我的读书笔记,当时看的很辛苦,相关知识贫乏的原因。但是个很有趣的话题。 http://openseablog.blog.hexun.com/16200383_d.html

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