Question

黑洞的密度是怎么测量的?

光或任何东西都不可能从黑洞中逃逸而到达远处的观察者,又怎么通过光谱分析解释呢？

Answer 1

黑洞是广义相对论预言的一种特殊的天体。其基本特征是有一个封闭的视界。任何东西，包括光在内，只要进入视界以内都会被吞噬掉。

黑洞的概念最早出现是1798年，当时拉普拉斯根据牛顿力学计算出，一个直径为太阳250倍而密度与地球一样的天体，其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体。1939年，奥本海默根据广义相对论证明一个无压球体在自身引力作用下能坍缩到引径rg。rg=2GM/(c*c)当天体的质量M大于临界质量Mc时，引力坍塌后就不可能达到任何的稳态，只能形成黑洞。黑洞只有三个特征量分别是质量M、角动量J和电荷Q。Q=0的黑洞为轴对称的克尔黑洞，J=Q=0时的黑洞为球对称的史瓦西黑洞。

1974年，霍金证明黑洞具有与其温度相对应的热辐射，称为黑洞的发射。黑洞的质量越大，温度越低，发射过程就越慢，反之亦然。

找寻黑洞是当代天文学的一个重要课题。银河系内的恒星级黑洞候选者有天鹅座X-1等。另外天文学家们还发现大星系的中心通常会隐匿着一个百万太阳质量以上的巨型黑洞。如在超巨星系M87的中心就很可能隐匿着质量达30亿个太阳的黑洞。而按照大爆炸学说，在宇宙形成早期可能会产生一些质量为10的15次方克的小黑洞。