黑洞文章,400字以上要一篇关于黑洞的文章,四百字左右四百字左右,但要大概包括黑洞的怎样形成、黑洞为什么有那么大的吸引力

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/29 22:12:06

黑洞文章,400字以上要一篇关于黑洞的文章,四百字左右四百字左右,但要大概包括黑洞的怎样形成、黑洞为什么有那么大的吸引力
黑洞文章,400字以上
要一篇关于黑洞的文章,四百字左右
四百字左右,但要大概包括黑洞的怎样形成、黑洞为什么有那么大的吸引力

黑洞文章,400字以上要一篇关于黑洞的文章,四百字左右四百字左右,但要大概包括黑洞的怎样形成、黑洞为什么有那么大的吸引力
很多黑洞仅仅是打质量恒星演化的重点.这些恒星的质量在太阳的10倍以上.在他们的一生中,总有两种不同的力量在相互抗衡:自身的引力向内施压,而内部热核聚变反应所产生的能量则向外施压.当这两种力量不分伯仲的时候,恒星就处于较为稳定的状态.但恒星内部用于热核聚变的燃料终有一天要用尽,当这一天来临时,力量的悬殊就会显现出来.一旦引力占了上风,恒星就无可避免的向内坍缩,并且引力的作用会越来越剧烈.随着恒星的物质变得越来越致密,它的逃逸速度也就越来越大.当恒星致密到逃逸速度大于光速时,一个黑洞就形成了.此时,即便是宇宙间运动速度最快的物质——光——也无法逃离黑洞了.
另外,宇宙中还有一些质量非常巨大的黑洞,他们位于星系和类星体的中心.比如我们银河系的中心就有一颗超大质量的黑洞,它的质量是太阳的400万倍.这些黑洞的形成过程还不完全清晰.但不论哪种黑洞,他们都不过是天体的一种极端的存在形式.

“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
等...

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“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”,其实不然。所谓“黑洞”,就是这样一种天体:它的引力场是如此之强,就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论,引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时,它的引力场对时空几乎没什么影响,从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小,它对周围的时空弯曲作用就越大,朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时,恒星就变成了黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐形”的,等一会儿我们会讲到。
那么,黑洞是怎样形成的呢?其实,跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。
我们曾经比较详细地介绍了白矮星和中子星形成的过程。当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。
这次,根据科学家的猜想,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径),正象我们上面介绍的那样,巨大的引力就使得即使光也无法向外射出,从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。
与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。
在地球上,由于引力场作用很小,这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围,空间的这种变形非常大。这样,即使是被黑洞挡着的恒星发出的光,虽然有一部分会落入黑洞中消失,可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以,我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一样,这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背!
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着,新的理论也不断地提出。不过,这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。

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科学家首次发现黑洞存在直接证据
〖美国<<华盛顿邮报>> 1月14日文章〗题:科学家首次发现黑洞存在的直接证据(记者凯蒂。索耶)
天文学家们今天报告说,他们首次发现了“事界”存在的直接证据---虽然“事界”是物理学领域最怪诞的概念之一。视界实际上就是黑洞的边缘,任何物质都有可能落入它的非常明晰边界,物质或能量一旦落入这种有去无回的黑洞,就会永远从宇宙中消失。当然,迄今无人能对这...

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科学家首次发现黑洞存在直接证据
〖美国<<华盛顿邮报>> 1月14日文章〗题:科学家首次发现黑洞存在的直接证据(记者凯蒂。索耶)
天文学家们今天报告说,他们首次发现了“事界”存在的直接证据---虽然“事界”是物理学领域最怪诞的概念之一。视界实际上就是黑洞的边缘,任何物质都有可能落入它的非常明晰边界,物质或能量一旦落入这种有去无回的黑洞,就会永远从宇宙中消失。当然,迄今无人能对这个问题作出确切的解释,但是理论学家们推测,落入黑洞的物质和能量会在宇宙的其他地方重新出现,也许会在其他宇宙出现。
马萨诸塞州坎布里奇哈佛--史密森天体物理学研究中心的拉姆什。纳拉扬领导的研究小组发现了温度超过1万亿华氏度的气体落入一个黑洞中,这是迄今在宇宙中发现的温度最高的气体。
天文学家们说,他们的发现是对认为存在黑洞的理论相当有力的支持。 黑洞是由密度极大的物质的坍塌构成,其引力巨大,任何物质甚至连光也都无法逃逸。
科学家们曾经在很长时间里认为黑洞只不过是个奇特的数学问题。然而近年来, 诸哈勃望远镜等新型观测仪器获得了一系列有说服力的证据,证明黑洞确实存在。 就连以前对此持怀疑态度的一些人也说,如今大约有95%的专家们已经接受黑洞存在的理论。
密歇根大学的道格拉斯。里奇斯通领导的一个国际专家小组今天发表的另一项报告说,新近发现的3个黑洞是目前仍在进行的对银河系附近的其他星系开展研究所取得的初步成果。他们说,此项研究成果是迄今获得的越来越多的证据中的又一重要内容。迄今获得的证据包括:黑洞在宇宙中大量存在,并在宇宙的演化过程中发挥着重要作用;黑洞以不同的面积、类别、时间和距离分布在从地球所在4的银河系到目前所知的最遥远的宇宙的范围内。
这个小组发现的黑洞使目前的黑洞总数达到11个。 他们利用哈勃望远镜和设在夏威夷的天文望远镜观测过往的星球和物质因受到黑洞的巨大引力的影响而突然加速的现象。
他们发现的这3个黑洞的质量约相当于5000万至5亿颗太阳(另外一些黑洞的质量估计相当于数十亿颗太阳)。其中两个黑洞位于狮子星座,另外一个黑洞位于室女星座。这3外黑洞与地球的距离都在5000万光年以内。天文学家们说,他们对银河系附近的27个星系进行的研究取得的初步结果表明,几乎所有的星系都有可能存在着超级黑洞。
里奇斯通领导的天文学家小组利用数颗X射线卫星收集到的数据对距离地球约1万光年、位于天鹅星座的V404Cyg双星系进行了研究。 那里一个据认为是黑洞的密度极大的物体正把其伴星吸引过去。
纳拉扬说, 他和普林斯顿高级研究所的一位同行运用新近创立的一种模式对物质可能落入黑洞进行研究。根据这种模式,物质在被黑洞吸引过去的过程中, 在温度逐渐增高的同时仍然保留着它的全部能量,即不是释放能量,而是变得越来越热。
天文学家们说,利用这种模式可以对以前观测到的许多难以理解的现象作出解释。 纳拉扬说,利用这种模式还可以对黑洞和其他物体加以区分。

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黑洞(black hole)
黑洞是宇宙中最神秘的物体,所以叫它黑洞,是因为它们本身不会发出任何可见光。虽然它们曾经是宇宙中最明亮的物体,但当它们在生命结束时的爆发中抛却了明亮的外壳,只留下了超压缩的内核。这个内核的引力极其强大,以致于光也不能从它那里逃逸。所以也就不会有人看到它。它不仅不可见,而且还能吞噬所有靠近它的物质。(右图为画家笔下的星系核在黑洞作用下喷发物质。)
当一颗超...

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黑洞(black hole)
黑洞是宇宙中最神秘的物体,所以叫它黑洞,是因为它们本身不会发出任何可见光。虽然它们曾经是宇宙中最明亮的物体,但当它们在生命结束时的爆发中抛却了明亮的外壳,只留下了超压缩的内核。这个内核的引力极其强大,以致于光也不能从它那里逃逸。所以也就不会有人看到它。它不仅不可见,而且还能吞噬所有靠近它的物质。(右图为画家笔下的星系核在黑洞作用下喷发物质。)
当一颗超新星爆发时,恒星的核一般要塌缩成中子星,但如果这个核的质量大于三个太阳,它就会变成黑洞了。黑洞虽然看不见,但却可以用其他方法探测到它的存在。黑洞只有在靠近另外一颗恒星时才会被探测到。黑洞强大的引力将它附近恒星的气流高速拉到自己身上,它就像一口无底的深井,吸着四周的一切。气体向黑洞倾泄,在黑洞周围形成一个旋涡叫吸积盘。气体间强烈的摩擦使旋转的气体变热发出强光,最热的部分达到1亿摄氏度,这些气体在坠向黑洞时会发出X射线。天文学家最近找到了一个巨大的黑洞,它位于125亿光年以外一个星系的中心,它向宇宙中释放出两道高能物质喷流,并且其中有一道喷流或多或少指向我们地球的方向。初步估计这个黑洞的质量是太阳的100亿倍。
黑洞的巨大引力甚至扭曲了空间和时间。物理学的定律在黑洞的中心失去了意义。没人可以看到黑洞的内部,但数学家却可以证明。计算的结果可能大大出乎人们的想像——黑洞可能是通向其他宇宙的大门。爱因斯坦把空间比喻成一个有弹性的平面,比如说像气球皮。如果把一个球放到这个平面上,它就会出现一个凹陷。球越重越大,凹陷也越深。人们把这形象地称为引力井。如果物质被引力吸入井中,它将永远告别这个宇宙,而可能以另外的形式出现在井的那一端。
黑洞是引力极强的、理论上存在的宇宙体。任何东西,甚至光也不能从其中逃逸。黑洞能够在大质量恒星的死亡时形成。每当一个这样的恒星在它的演化终端阶段已耗尽其内部的热核燃料之时,它变得不稳定并向内引力坍缩。死亡恒星的物质的重量从各个方向向内挤压,并压成一个体积为零,密度为无限大的称为奇点的一点。根据爱因斯坦广义相对论可计算出一个黑洞的结构细节。奇点是黑洞的中心,它被该天体的“表面”(即视界)所屏蔽。在视界以内,物质从其引力场中向外溢出所需的逃逸速度超过光速,所以任何光线也不可能逃离而进入空间。视界的半径称为史瓦西半径。这是德国天文学家史瓦西预言存在发射不出辐射的坍缩恒星天体而得名。史瓦西半径的大小和坍缩恒星的质量成正比。一个10倍于太阳质量的黑洞的半径应是30公里。只有质量超过3个太阳质量的恒星在它们生命的末端才可能变成黑洞;质量较小的恒星则演变成压缩程度较小的白矮星或中子星。最有可能发现一个黑洞的天区似乎应在一个普通恒星附近,因为只能根据黑洞对邻近物质的引力效应,才能检测出它的存在。
如果一个黑洞是一个双星的成员天体,从其伴星中流向它的物质将被强烈地加热,并于进入黑洞的视界之前,辐射出大量的X射线,最后永远地消失不见。许多天文学家认为X射线双星天鹅座X-1的一个子星是黑洞。1971年在天鹅座发现的这个双星由一个蓝超巨星和一个看不见的伴星组成,二子星相互绕转的运动周期是5.6日。

有些黑洞被认为是非星起源的。理论上,当任何质量的物质被压缩到足够大的程度时,都可能形成黑洞。许多天文学家都推测,在类星体和有爆发活动的特殊星系的中心,大量的星际气体可以集聚并坍缩成超大质量黑洞。据估算,气体物质快速落入黑洞产生的能量,超过同等质量的物质在核聚变过程中释放的能量100倍。按照这一观点,几百万或几十亿个太阳质量的星际气体在引力作用下坍缩为一个巨型黑洞所产生的能量可以理解类星体和某些星系的巨大能量输出。20世纪80年代中期,已有越来越多的观测证据支持银河系中心存在一个质量为400万个太阳质量的超大黑洞的说法。
还有科学家认为,银河系中的逃逸恒星在不断运行中相互撞击、挤压形成星团,而星团中心不断积聚的恒星在随后的爆炸和死亡过程中形成中等质量的黑洞。如果一颗“闯入星团中心的逃逸恒星在爆炸成为超新星前质量达到太阳的800至3000倍,它就有可能在随后的爆炸中使星团形成质量约为100至1000个太阳质量的中型黑洞。发生这种情况的前提条件是,该星团形成时间短且密度大。
英国天体物理学家霍金提出,还存在另一种类型的非星黑洞。根据霍金理论,在大爆炸期间,距今约200亿年前,当时的宇宙处在极高的温度和极大的密度状态,那时有可能产生为数众多的微型原生黑洞。这种所谓微型黑洞和大质量黑洞不同,它们不断地损失质量直到消失。在一个微型黑洞和极近处,可以形成诸如质子和反质子这类的亚原子粒子。当一个质子和一个反质子从微型黑洞的引力中逃逸,它们将湮灭并产生能量,即从黑洞中带走能量。如果这一过程一再重复,微型黑洞则耗损掉它的全部能量,也就是全部质量。这就是黑洞蒸发。
黑洞具有一定的温度,其值与黑洞的质量成反比。1974年,霍金证明,如果考虑到黑洞周围空间中的量子涨落,则黑洞的确具有与它的温度相对应的热辐射。计及量子效应后,黑洞不再是完全“黑”的了,它也会发射,甚至出现剧烈的爆发。寻找黑洞,是相对论天体物理学的重要课题。孤立的黑洞难于观测,因此,观测工作着重于在双星体系中证认黑洞。目前,认为最有可能是黑洞的天体,是天鹅座X-1。天鹅座X-1是密近双星中的一个星体。它所发射的X射线没有规则的脉冲结构,但却具有短时标的脉动涨落,脉动时标在几毫秒到10秒范围内;它的质量大于5.5太阳质量,大于致密星的临界质量。这些特征都符合黑洞的特性。另外,观测还表明,在椭圆星系M87的核心,可能有质量为9×109太阳质量的大型黑洞。M87的特征是:在核心处有异常的亮度分布,颜色较蓝,弥散速度也较大。这些都与黑洞模型相符合。按照大爆炸宇宙学,在宇宙早期可能形成一些小质量黑洞,一个质量为10-15克的黑洞,其空间尺度只有10-13厘米左右(相当于原子核的大小)。小黑洞的温度很高,有很强的辐射。

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