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黑洞是怎样形成的?

请教大侠们,黑洞的形成原理和过程

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2006-06-06

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    黑洞就是一颗恒星在‘爆发’后的残骸至少比太阳大2倍时,黑洞就形成了。 在恒星生命剩下的10%里,它会逐渐变的更热(就会释放出更多的能量来)。由于自身的质量过大,就会产生很大的引力来;因此恒星只有靠自身的核聚变来产生能量用来平衡它自身的引力。
  但是在自身的能量用完后,自身的引力就成主导的力量,又没有什么力与它相抗衡就导致了这类恒星本身的崩溃,产生更为彻底的坍缩(当恒星质量比较小时,坍缩就没有那么彻底。  像太阳那样大小的恒星只会成为一颗白矮星,而当残骸的质量有太阳的1。
  44倍以上的就会变成中子星),从而变成一个重力和引力无限大的点。任何物质都将被吸进去。 又由于本身引力很大,甚至连宇宙中最快的光都不逃脱不了。所以,光不被反射,我们就看不到了。因此,就叫做黑洞。
     像黑洞这种暗物质,在宇宙大概占了总质量的90%。它们包括白矮星/黑矮星(就是白矮星完全冷却,但是这大概需要大约1亿年的时间)/中子星/黑洞/宇宙弦(它就是宇宙空间中的褶皱,科学家估计那里没有任何生命)等 暗物质的作用很大,它能够依附在星系或星系团。
  从而来控制宇宙的扩张的速度。  如果暗物质超过99%的话,所以的物质都将重新会到一点。因此,暗物质又称宇宙胶。 当你掉入黑洞,可能由于时空扭曲的力——在某一 方面将把你压扁,又从另外的一些方向你伸长,直到你看起来像意大利面条。
  但是,在里面到底会发生什么。目前的物理界一无所知。 如果想要更加的简单的去理解的话,我们可以把宇宙想象成一条床单,并且由四个人拉紧其四边,而恒星就是一颗保龄球,当把这颗保龄球放在该床单上时,床单就会塌陷下来,但还不足以使床单过分的向下塌陷。
    接着你想象一下,这个保龄球变成如米粒大小的体积而原本的质量并没有变化,如果床单足够的韧性的话,那颗‘球’就会开始过分的向下塌陷,当你在上面不关放置上什么东西都会朝那颗米粒形成的塌陷窝运动,这就是为什么黑洞的会吸引任何东西。
   当然了,用这个比喻不够形象,不过大概的意思就上这个了!! 按照爱因斯坦的说法,黑洞之所以会吸引任何物质的原因,并不是因为它有很大的引力,而是黑洞使得空间塌陷的很严重,只要在黑洞的一定范围内都会由于塌陷窝的原因,而朝黑洞运动。
     黑洞简单的说仅仅是恒星的一种特殊形式。既我们常说的死亡后的残骸。 。

2006-06-06

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    黑洞是我们宇宙中最奇怪、最神秘的物体,它们像宇宙中的真空吸尘器,能吞没靠近它们的任何东西,不论是大头针还是体积是太阳1亿倍的星体,黑洞都能吞没。它们没有明确的目的,只是在时空中穿梭。
  宇宙中人类所认知的星体有2000亿个,天文学家相信在宇宙中有无数个黑洞,通过对黑洞深处的研究将揭开宇宙形成的奥秘。   黑洞是如何形成的? 继牛顿之后,一位名叫约翰?米歇尔的英国科学家预测,有一种物体有很强的引力场,以至于连光线都不能够逃逸。
  对于这一理论,法国数学家及科学家拉普拉斯作了明确的解释,而最有说服力的是奥本海默和他的同事提出的理论。奥本海默和施奈德合写了一篇关于星体及星云裂变的文章,其描述与我们现有的照片非常相似。  那时,人们不叫它黑洞,这个名字是后来才有的。
  这些观察都证明,黑洞是真实存在的。 为了了解黑洞是如何形成的,首先需要知道宇宙是如何形成的。宇宙大约在150亿年至200亿年前形成。它始于无限密集且温度非常高的一个点,科学家称这一点为奇点,我们所知的自然法则对它完全不适用。
    它积累了大量的物质,到达一个极点后爆发,科学家称这种现象为大爆炸。大爆炸之后,小的气体云再一次集中起来,并在引力的影响下组合。因此,就形成像太阳一样的星体。太阳的历史大约为50亿年。
  它不会永远存在,再过50亿年太阳将会消亡。太阳可以将光和热量送到3。8亿公里之外。  这些能量来自核裂变反应,在温度高达1500摄氏度时,氢转化成氦。当太阳到了生命尽头时,它将不能承受内部裂变反应的压力。
  热气使太阳膨胀并使它爆裂,然后,地球上的所有生命和其他行星将会湮灭。在此过程中,太阳将会变异成一个红色的巨星。当太阳的燃料最终用完后,它可能在自身重心的影响下分裂。  许多像太阳一样的星体压缩成我们所知的中子星。
  黑洞源自于中子星,其数量比太阳一样的恒星多很多倍。 科学家怎样发现了黑洞? 渴望靠近星体是人类古老的梦。由于16世纪天文望远镜的出现,帮助我们解开了天体之谜。今天的射电望远镜的出现使我们能更准确地观察宇宙。
    1990年哈勃太空望远镜的发射升空,使我们能够更深入地观测宇宙。哈勃太空望远镜是以埃德温?哈勃的名字命名的,他早在1929年就注意到宇宙是持续扩张的。哈勃太空望远镜在我们的银河系中心所拍的照片非常清晰,基于这些照片,科学家推测在银河系中心有一个巨大的黑洞。
  科学家早已推测在银河外星系的中心有黑洞存在,当然有确切的证据。   天文学家用夏普超级照相机拍摄了6000亿个小斑点,其照片通过高性能的电脑阅读、分析,这就是天文学家如何在银河系中心发现了一个巨大黑洞的过程。
  如何拍摄一些事实上看不见的东西呢?天文学家从中心点按某种特定的,不同的间隔来观察星体,测量它们确切的速度。  其结果发现和太阳系相似之处在于:越接近中心,星星移动得就越快。
  就像太阳系一样,在中心处有一个堆,它能控制一切。它不是一个太阳堆,而是250万个太阳堆同在一个非常小的体积里。中间的白色圆点是星星在黑洞周围旋转,这是一种死亡舞蹈,它们不可抗拒地旋入黑洞的中心并被吞没。
     如果一个星体比太阳大很多,那么这样一颗星体会在相对短的时间也就是几百万年内爆炸;如果一颗星体比太阳大几百倍,那么它所剩的只有灰烬,如果这些灰烬有足够的重量,那就会崩裂而形成一个小黑洞。
  在银河系中,黑洞之所以出现在中心位置,可能是由于在其巨大引力下将星体拉到中心,形成了非常稠密的星体堆。  在某个时候星体大量地滑移,彼此融化,形成一个中等尺寸的黑洞,它们通过不断吸入其他物质、星星和气体,随着时间的推移,黑洞会越变越大。
  卫星投入使用后,天文学家及宇宙学家开始揭示黑洞的理论原理,我们也因此了解到更多关于宇宙及黑洞的知识。 黑洞内部有什么秘密? 黑洞内部有什么秘密在等待我们去探索呢?所有的物质,无论是灰尘还是行星,都趋向于黑暗,被重心巨大的力量所牵引,潜伏在内部的某个地方,这就是时间与空间分离的地方。
     物理学家曾相信只有三维空间,即长度的维数、高度的维数及宽度的维数。三维的意思是三个数字让我们把一切事物放置在从你的鼻尖到宇宙的尽头。爱因斯坦说要引入第四维;时间,就是说宇宙由四维组成。
  为了理解宇宙的性质,我们不得不特别关注时间的维数。通常我们经历时间和空间是非常困难的事情。  我们已经在太空中认知了三维。通常我们看表时只是感知时间,但不能影响时间。时间的运动总是在同一个方向上进行———从过去到将来。
  我们既不能让时间逆转,也不能让时间停止,更不能让时间提前。自然科学家把空间和时间用数字的方式描述成一个单元,时空,时间是第四维的。在1905年,爱因斯坦创造了数学原理,即他的特殊理论———广义相对论,来统一时间和空间。
    此理论证明一个运行的时钟比一个静止的时钟走得慢。也就是说,一个移动很快的物体,时间过得比在地球上慢。在飞机上,时间的延伸只是亿万分之一秒,然而,这个时钟仍然非常精确,足以证明爱因斯坦的理论。
   根据爱因斯坦的理论,按轨道环绕地球的飞行员,大约每小时行驶73000公里,时间过得却非常慢。  为什么会这样呢?在广义相对论里没有绝对的时间。爱因斯坦把时间和空间作为动力来理解。
  因此时空不是平直的而是卷曲的。为了理解这一理论,我们想象一个空间作为一个有弹性的橡胶布。大量的天上星体创造了一个槽,就像蹦床上的保龄球一样。所有的物质都沿最小阻力的曲线轨道而运行,因此,物质决定了时空的曲率,同时时空决定了物质的运行行为。
    在太阳周围的区域,重心使时空卷曲。太阳背后的星光沿这个曲率运行并被弯曲。因此,星体的位置对于地球上的观察者来说有些歪斜。巨大的物质能使时空卷曲,它的功能就像曲光镜。 黑洞的奇点符合大爆炸的奇点。
  宇宙的密度及时空的曲率在这儿是无限的。数字不能处理无限的数字,所以奇点是抽象的点,没有人会到达那里。  当你到达黑洞的中心会发生什么,就像在大爆炸之前会发生什么一样,这个答案目前无法回答,但黑洞给我们提供了发挥奇异思考的空间。
   宇宙会被黑洞吞没吗? 黑洞能吸进整个宇宙吗?在原则上没有什么东西可以充满黑洞,但是我们的宇宙正在飞速地扩张。  科学家发现其他河外星系都在移动,而且越到将来,它们移动的速度越快。
  如上所述,在银河系中心有一个大的黑洞,这个黑洞没有足够大的能量来停止扩张,宇宙本身也没有足够大的能量停止扩张。最终宇宙扩张到极限而再回转是可能的。有许多天文学家及理论物理学家相信这种现象将会发生。
    如果是那样,宇宙本身就是一个黑洞,它本身被吸入,然后再回到所有黑洞内部最终的奇点。 如果一个勇敢的宇航员乘坐火箭船,在黑洞边缘绕行,穿过黑洞的地平线,在那里将会发生什么样的情景?他将会遭遇什么样的危险?不幸的是,他将不能告诉我们他所知道的一切。
  因为这是一个单程旅行。  他将会被强大的引力所吸引,并且像意大利面条一样抽出直到被扯碎。他不会生还…… 如果一件东西不慎落入黑洞的中心,物理学家相信也许它不会丢失,它很可能过黑洞落入另一个宇宙,这就是虫洞。
  例如,两点之间最短的距离是直线,这是我们在小学就学到的知识。然而,物理学家认为这个结论不正确,因为一条直线不是两点间最短的距离。  我们能在多维空间将纸弯曲,让两点彼此接触,所以虫洞是捷径,是最短的距离。
  通过多维空间的捷径,通过第三维,允许我们取巨大的距离,也许在一段时间内来回移动第四维,进行一次奇妙的时间旅行,这看起来不可思议,要能实现,可能要依赖黑洞的帮助。根据爱因斯坦的相对论,物理学家假设一个黑洞有两个末端,两个末端在时空的不同地区开始,直到20世纪80年代。
    这些隧道被看做为科幻作家的想象,科学家则排斥时间旅行的可能性。 但是斯蒂芬?霍金相信某一段的时间旅行是可能的,但是必须建立一个时间机器。理论上说,一个时间机器可能会起作用。
  太空船进入黑洞的虫洞,而在另一个时间另一个地点出现,太空船捕捉到一个行星,行星的引力就像磁铁。  时间随着每一次旋转而慢下来。事实上,对于移动的物体来说,时间流逝较慢,也适用于虫洞的末端。
  如果遵循物理学家的假设,那么虫洞不必在宇宙空间,然而能与其他宇宙连接。许多科学家相信,我们的宇宙在渐渐地扩张,总有一天它会崩裂。如果这个最后的崩裂也被称为大爆炸,那么我们的宇宙能通过虫洞漫步并且产生新宇宙。
      这种想法让我们推测,宇宙的形成可追溯到150到200亿年以前,就是我们所称的多宇宙论。也许我们的宇宙并不孤独;也许我们的宇宙有孩子,也许我们的宇宙本身会发出隆隆的声音。
   随着历史的进程,人类已揭示了许多宇宙的秘密。但是对于那些古老之谜你能找到真正的答案吗?一件事是肯定的:许多问题的答案仍藏在黑洞的深处 。

2006-06-05

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  恒星的一生经历了星云、星胚、主序星、红巨星等演化过程,最后红巨星变成“铁心”的天体。如果一个恒星铁核的质量小于1。44个太阳,他最终变为白矮星,如果恒星铁核在1。44-2个太阳质量之间,它最后变成中子星,如果恒星铁和质量在2个太阳以上,最后形成黑洞。
  
  大质量的天体坍塌到某一临界体积时,会形成一个封闭的边界,强大的引力使外界的的物质和辐射只能进入,不能逸出,消失在黑暗里,这便是所谓的黑洞。有人认为,黑洞可能既没时间,也没有空间,存在时间隧道,是进行星际飞行的走廊。

2006-06-05

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       黑洞家族,原来只包容了具有数十亿颗"太阳"的"重量级选手"和只有几个太阳质量的"轻量级选手",现在有了新的成员――一种才被发现的神秘的"中量级"黑洞,其重量在100到10,000个太阳质量之间。
     美国太空局(NASA)和卡耐基大学的天文学家各自独立地发现了一种新型黑洞的证据,这种黑洞位于遍布于宇宙中的旋臂状星系中心。  这种新发现的黑洞其形成过程尚不为人所知,质量大约是太阳的100到10,000倍,然而只占据不到一个月球的体积。
     M82星系,它的核心被认为有一个中重量级的黑洞。它是一组星系中的一个受自身、M81和NGC3077控制的一个星系。有人认为M82正在接近M81,因而摇动不稳。  这次冲突可能搅乱M82内部的恒星和气云,导致图中不同寻常的黑色尘边显现出来。
     黑洞是一个引力极强的空间区域,那里甚至光也不能逃脱它的牵引。至今,科学家只知道二种类型的黑洞:恒星型和巨无霸型。恒星型黑洞是比太阳质量大几倍的恒星"死"后留下的残骸。巨无霸型黑洞有令人惊愕的一百万至十亿个太阳质量,它们可能形成于宇宙初期的巨型气云或是不计其数的恒星聚集坍缩后的结果。
       天文学家通过X射线――掉入黑洞的气体和粒子发出的最后的能量,确认了新型的黑洞。这个发现将于今天在查尔斯坦的美国天文学会高能天体物理部的会议上发表。   在格林贝德NASA的高德达特NASA空间飞行中心的天文学家爱德华。
  科尔博特(Edward Colbert)和理查德。  墨舍斯基(Richard Mushotzky)在对39个相对(地球)比较近的星系的X射线的研究中,首先发现了新型黑洞的线索。
     卡耐基。麦伦大学的安德鲁。普泰克博士(Dr。 Andrew Ptak)和理查德。格里菲斯(Richard Griffiths)研究的是科尔博特和墨舍斯基研究范围以外的M82星系。  两个小组都发现了标志新型黑洞的独特的X射线。
  两个小组的研究成果都将分别在《天体物理杂志》和《天体物理札记》上发表。   "我们的目的是弄清众多星系中心的X射线发光体是如何形成的"科尔博特说,"采用1970年爱因斯坦追随者提供的数据,我们无法确定它们具有与巨型黑洞还是与恒星型黑洞有关的特性,所以我们对新数据重新加以审视。
    "   科尔博特和墨舍斯基在不可见的X射线光谱(活着称为"颜色")中发现了新型黑洞的线索。此类"颜色"是通过比较X射线与更短的波和更长的波的波长得以判断出来的。
  正如天空的蓝光包含的波长比日落的红光的波长要短。    超级黑洞被认为是一种称为"活跃星系核"现象的动力。  这种高度压缩并具有极高能量的物体可以在全部星系中1%的星核内发现,典型表征为极亮的X射线源。
  科尔博特和墨舍斯基分析的发光体的颜色与"活跃星核"中的颜色不同。这表明该发光源与典型的巨型黑洞不同。    NGC4945是人马座内一组星系中的一个螺旋状星系。它位于仅比明亮的仙女座远6倍的地方。
    NGC4945被认为是与我们和银河系很相似的星系。但X射线观测表明,NGC4945有一个不同寻常的、高能的赛弗特(Syfert)双星核,这可能导致(形成)一个黑洞。    普泰克和格里菲斯(的观测)是从天文学家中共有的"不同尺寸的黑洞一定存在并且位于不规则的星系中"(规则星系指螺旋状或椭圆形的星系)观念出发。
    M82就是这样一个星系。它被称为"星爆型"星系因为其内部存在高速的恒星形成活动,这种场景导致更多的超新星的出现。超新星亦称为星爆,是恒星型黑洞产生的前兆。    最近一千万年中,有成百万颗黑洞和中子星在M82中形成"普泰克说:"现在我们注意到他们当中有些可能会合并成质量较大的黑洞。
    "普泰克称这是目前中间型黑洞形成理论中最坚实的一个。科尔博特说他和墨舍斯基观测结果显示出的这种中间类型(黑洞)可能是由"连续的恒星合并"形成的。换言之,靠得太近的恒星型黑洞在某种条件下会合并成一个更大质量的单体黑洞。
  通过这种过程形成的物体可能会造成这些奇特的X射线辐射。   普泰克和格里菲斯使用了"日美高级宇宙及天体物理卫星(ASCA)"的数据。科尔博特他和墨舍斯基使用了德美英ROSAT卫星和ASCA的数据。
  东京大学的恒堤水野博士领导的研究人员也作出了与科尔博特说墨舍斯基相似的报告。东京大学的竹岸五都留博士和同事们发现了支持普泰克和格里菲斯的数据。   。

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