精彩黑洞图片

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,精彩黑洞图片,贪婪的黑洞原本是恒星,实际上，黑洞概念的提出已经有,200,多年了。,1783,年，英国人约翰,米歇尔（,John,Michell,）第一个提出丰在质量足够大并足够紧密的恒星,它的引力是如此强大，以致连光线都不能逃逸。几年后，法国科学家皮埃尔,-,西蒙,德,拉普拉斯（,Pierr,Simon de,Laplace,）也在他的,世界系统,一书中提出了和米歇尔类似的观点，但非常有趣的是，此书的第三版和以后的版本中再也不提此事了，或许他觉得这个想法过于荒诞了。在一个多世纪以后，德国的天文学家卡尔,施瓦西,(Karl Schwarzschild),于,1916,年求解出了爱因斯坦广义相对论方程的第一个严格解。这个解预示可能存在一类巨大天体，这就是,60,年代后人们所称的“黑洞”。第一次“看到”黑洞是在,1971,年，那时通过,1970,年,12,月,12,日美国发射的小型天文卫星“自由号”,(,Uhuru,),，发现了一个来自天鹅座区域的很强的,x,射线脉冲源，它被命名为天鹅座,x-l,，这是第一个被具体确认的黑洞。从那以后，黑洞变成了天体物理学的热门课题。今天，我们对黑洞的形成过程已有很多了解，简单地说，黑洞是质量巨大的恒星在超新星爆发后坍缩,(,即自身极强烈的收缩,),而成的。我们可以把黑洞想像成一个巨大的“磨碎机”，它把吸进的物质磨碎。它的中心被称为“磨碎点”，也就是所谓的“奇点”。在此“奇点”，科学定律和我们预测未来的能力都失效了。黑洞的边界被确为“视界”，这是一个有去无回的界面，只要跨过这一界面就落入了黑洞的内郡。不过假设有人不幸掉进去的话，他首先看到的是被黑洞捕获的光线，而且这些光线呈螺旋状进入引力旋涡。,黑洞概论,“黑洞”是根据广义相对论预言存在的天体，它凭着自身的引力把空间中的切“禁闭”起来。黑洞的大小若用质量相比较的话，那么具有太阳质量的黑洞，半径只有,3,公里。黑洞把一切物质吸入，连光都不可能逸出。而,M82,星系中的黑却喷释出大量能量，这的确是异乎寻常的。事实上，当物质被吸入黑洞的“地平线”下之前，黑洞极强的引力场引起了超高速运动，由此释放出巨大能量。其原理与水力发电相似，在水力发电中，下落的势能转化为电能。对黑洞来说，因引力下落的能量由于摩擦转变为热能，并最终转变为光能。事实上，对被称为“,X,射线双星”的天体的观测表明，气体被吸入黑洞后释放出的是光放射。黑洞是与中子星或是巨星构成彼此绕转的双星，从巨星流出的气体在旋转着落入黑洞或中子星时，会放出大量,X,射线。在这种情况下黑洞具有太阳的质量，若具有,8,倍于太阳的质量，那便是超新星爆发后的残存物。中子星是仅由中子构成的天体，比黑洞要大上数倍。,逐渐展露面目的黑洞,人们猜想包括银河系在内的众多星系的中心区域都有许多黑洞。有许多迹象都支持这种猜想。我们可以观测到，太空中有一些物质围绕一个中心极快地旋转，这表明存在一个引力巨大的引力中心,黑洞。而黑洞及其伴星发射的,X,射线辐射则将研究带到了更清晰的层面。第一个落网的黑洞是天鹅座,X-1,，它的质量是太阳的,6,倍，距地球,8000,光年。这个黑洞的伴星是一个质量超过太阳,20,倍的蓝超巨星，它发射的气体尘埃形成一个称为“吸积盘”的气体圆盘，正是这个吸积盘表明了黑洞的存在。,在我们的银河系内，其他一些天体也已呈递了表明自已黑洞身份的证书。例如，距地球,8000,光年的,AO620-00,和尚未测出距离的,GX339-4,，与麦哲伦云毗邻的两个天体,LMCX-l,和,LMCX-3,等。其他河外星系中同样发现了可能的黑洞，它们以每秒千万公里的速度吸进星际气体并喷出强大的射流。,目前已知的保持最高纪录的黑洞是质量超过太阳,50,亿倍、位于室女座的,M87,星系。在这个黑洞面前，我们的星球简直是轻如鸿毛。,许多星系的核心都可能隐藏着相当数量的黑洞，如同银河系的核心那样，那里是许多年老恒星的共同坟墓。一个有待验证的黑洞是人马座,A,，它是一个双星系统，而且应该有一个巨大的吸积盘，并能发射巨大的能量。它虽然还不敢与,M87,星系的实体竞争，但也非同小可,其质量可能是太阳的,350,万,500,万倍。,黑洞字典,视界时空中能否向遥远宇宙发送信号的事件的分界,霍金；指黑洞与外部空间的分界面,通俗看法,.,角动量 表观刚性物体（物理上理想的不可压缩的物体的一个模型）转动的物理量，它等于,Jv,miiri,。,黑洞没有毛 就是指区别黑洞间的特征除了质量、自旋和电荷外，就没有其它的了。,压缩阻抗又称绝热指数，指,1,个百分点的密度增长所对应的压力增长的百分数,.,史瓦西半径又称引力半径，指视线无法进入的范围。,未来能让黑洞发电,天空中那些看上去不动，但会自己发光的星星称为恒星。太阳就是一颗著名的恒星。和一切事物一样，恒星也不是永恒不变的，它也会衰亡。例如，恒星中的“矮子”,白矮星，就是由像太阳那样的恒星经过塌缩以后演变而成的。所以，它的体积比太阳小得多，但密度大、温度高。那么，是否所有恒星在它的晚期都会演变成白矮星呢著名美籍印度裔天体物理学家钱德拉塞卡对恒星、特别是白矮星的结构和演化过程进行了深入研究。他在理论上计算出，任何一颗质量大于太阳质量倍的恒星，都不会演化为白矮星。太阳质量的倍，被称为“钱德拉塞卡极限”。钱德拉塞卡指出，质量大的恒星，在其后期也会不断收缩，直到半径只剩下几公里。这就是后来被称之为“黑洞”的星体。,黑洞，是巨大恒星在其后期内爆、塌缩后形成的一种天体。虽然，迄今天文学家还未具体指出黑洞存在于何处，但黑洞的存在已是不容置疑的。也许在银河系的中心，就有比太阳质量大许多倍的黑洞。,在人类能源日益枯竭的今天，科学家在考虑能否利用黑洞内所蕴藏的巨大能量，即利用黑洞来发电。让黑洞发电，就是将黑洞当做“重力井”，也就是将落到黑洞中物质的巨大位能转换成热能或光能，然后再转换成电力。其原理类同水力发电和太阳能电池。具体地说，就是先使气体物质朝黑洞方向落下，在黑洞周围形成旋转的增积圆盘。圆盘内的气体，经与周围气体强烈摩擦后，温度升高，开始放射出强光。来自黑洞增积圆盘的热辐射，使其周围的气体能像太阳能电池板一样转变为电力。因此到黑洞中建造发电站，就好像今天人类在天然河川中建造水坝一样。黑洞发电站一旦建成，可使用数百万年之久。,运动过快，是否会成为一个黑洞,？,根据相对论，下列叙述是正确的：,1.,当一个物体的运动速度接近光速时，它的动量将无限增加,2.,能量与质量的关系公式,E=mc2,3.,当一个物体的运动速度接近光速时，其长度趋于,0,4.,如果一定的质量被挤压进一个足够小的空间，它会形成一个黑洞,把这些事实相加，把这些事实相加，我们似乎可以得出结论：一个以足够接近光速运动的物体会坍缩成黑洞。我们甚至可以声称当你相对于一颗恒星的运动速度足够快时，恒星对于你而言会由于你观测到它的能量增加而变成黑洞。这些当然是似是而非的，因为果真如此，一个相对于恒星固定不动的观测者看到的将会是完全不同的景象。那么哪里搞错了呢？事实上物体不会由于其外在动能的增加而趋于变成黑洞。对一个相对于物体固定不动的参照系而言，该物体只具有静质量能。并且除非其质量足够大，否则它不会变成黑洞。如果它在一个参照系中不是黑洞，那么它在其他所有的参照系中也不会是黑洞。,导致此种错误认识产生的部分原因在于错误地理解了公式,E=mc2,中的质量。随着物质的速度和动能增加的相对论质量，不能被盲目地代入向类似用质量求解黑洞半径这样的公式中去。避免这个错误的方法是只考虑静质量（参相对论,FAQ,质量随速度变化吗？）而不提及相对论质量。,“如果一定的质量被挤压进一个足够小的空间，它会形成一个黑洞”这种叙述是十分含糊不清的。不太严格地讲，如果一定的质量,M,存在于半径为,2GM/c2,（史瓦西,(,Schwarzchild,),半径）的球中，那么它必定是一个黑洞。但这是基于对爱因斯坦广义相对论场方程在忽略动量、角动量以及时空自身的动力学特征后得出的一个特殊的静态解。,在广义相对论中，引力不象在牛顿引力中那样只与质量有关，它还和动量及动量流有关，甚至和自身相关。确切地定义黑洞的形成条件是十分困难的。霍金（,Hawking,）和潘罗斯（,Panrose,）提出了一些黑洞形成的奇异理论，并且从天体物理学的角度看，这些理论适用于质量足够大的恒星在其生命晚期坍缩成很小的体积之时。,从超巨黑洞喷出的“风”,在这幅利用,X,射线（蓝色和绿色）与可见光（红色）合成的编号为,NGC1068,星系的照片上，可以清楚地看到从一个中央超巨黑洞周围喷出（以高速风形式）的物质，无论是利用,X,射线还是利用可见光波段都能很好地看到该星系旋臂内部的恒星活跃形成区域。看来，气团延伸形状的形成是由于圆环形冷气团和尘埃团影响的结果，冷气团和尘埃团分布在此黑洞的周围，冷气团和尘埃团的质量大约为,500,万颗太阳。由无线电观察可知，环形气团距黑洞的距离从几光年延伸至约,300,光年。来自环形气团的,X,射线是散射和反射的,X,射线，而最初的,X,射线可能是看不见的炽热气体圆盘辐射的，炽热气体圆盘是由离黑洞非常近的周围盘旋的物质形成。环形气团是高速风中的一个气源，但是看不见的圆盘可能也参与了这一作用过程。,X,射线加热黑洞附近星系中的气体，因此形成外部更缓慢的风区。借助于“钱德拉”,X,射线观测望远镜上的分光计，科学家能对气体的成分、温度和速度作出评估，他们发现，风区中的物质成分大致与太阳大气成分相同，除缺乏氧原子以外，气体温度约为,100000,，气体平均速度为,70,万千米,/,小时。,一种新型黑洞,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。右图为我们的邻近,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