天文科普 【原創(chuàng)】黑洞的發(fā)現(xiàn)及黑洞的形成 1916年愛(ài)因斯坦發(fā)表廣義相對(duì)論時(shí),,他并不知道,,從他的理論會(huì)引出黑洞來(lái)。 德國(guó)物理學(xué)家卡爾·史瓦西曾假設(shè)了一個(gè)完全球狀星體,,并用這個(gè)廣義相對(duì)論理論研究這個(gè)完全球狀星體的空間和時(shí)間是如何彎曲的。他發(fā)現(xiàn)和證明了,,假如星體質(zhì)量聚集到一個(gè)足夠小的球狀區(qū)域里,,其半徑小于史瓦西半徑,(不同質(zhì)量的星球,,其史瓦西半徑不同,,太陽(yáng)的史瓦西半徑為三公里,地球的才有9毫米)由于引力的強(qiáng)烈擠壓就會(huì)使這個(gè)天體的密度無(wú)限增大,,并產(chǎn)生災(zāi)難性的坍塌而形成黑洞,。 這個(gè)密度無(wú)限增大坍塌了的天體,,為什么叫黑洞呢?因?yàn)樗泻艽蠛艽蟮囊κ蛊鋾r(shí)空彎曲得如同一個(gè)球面(稱(chēng)為界面),,以至於其發(fā)射的所有射線(xiàn)包括光在內(nèi),,都將被吸引入這個(gè)天體的中心,而無(wú)法逃逸出來(lái),。因而我們無(wú)論用什么天文望遠(yuǎn)鏡,,都不能看到它,故稱(chēng)之為黑洞,。直到1967年黑洞這個(gè)名稱(chēng)才由美國(guó)物理學(xué)家惠勒命名,。 究竟實(shí)際的星球如何變成黑洞?由于巨大的恒星的核心在自身重力的作用下迅速收縮,、塌陷,、發(fā)生強(qiáng)力爆炸(這里的迅速實(shí)際上是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程),這種過(guò)程一直進(jìn)行下去,,最后當(dāng)其氫核燃盡后,,其質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的3倍以上時(shí),就成為了中子星,,即黑洞,。 在黑洞的中心,全部物質(zhì)被擠壓成為體積無(wú)限趨近于零的幾何點(diǎn),,任何強(qiáng)大的力量都不可能把它們分開(kāi),,這個(gè)體積無(wú)限趨近于零的幾何點(diǎn)就相當(dāng)于數(shù)學(xué)的“奇點(diǎn)”,它已不能再實(shí)用于廣義相對(duì)論了,,而必須用量子理論去研究說(shuō)明它,。 既然我們無(wú)法看到黑洞,我們?nèi)绾沃浪拇嬖谀??我們可以通過(guò)觀察物質(zhì)被吸進(jìn)黑洞時(shí)發(fā)出的輻射間接得知的,,也可以通過(guò)黑洞對(duì)周?chē)乔虻挠绊懚?jì)算知道。根據(jù)物理學(xué)家霍金的研究,,隨著黑洞向外發(fā)射能量,,它的質(zhì)量會(huì)逐漸減小,最后會(huì)消亡,。 從以上可以總結(jié)出:黑洞是一個(gè)完全不同于一般意義星球的天體,,它的球半徑小于史瓦西半徑,它的密度極高,,引力非常之大,,以致于包括光在內(nèi),它的一切物質(zhì)都不能逃逸出來(lái),。我們無(wú)法看見(jiàn)他,,但可以通過(guò)觀察它吸入物質(zhì)時(shí)出現(xiàn)的輻射(指能量)和計(jì)算它對(duì)周?chē)求w的影響來(lái)確定它的存在和位置,。 |
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