宇宙中还有像黑洞一样只进不出的无底洞吗?
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200多年前,伟大的科学家牛顿正在苹果树下休息,忽然,一个熟透了的苹果掉在他身旁,激发了他的灵感,促使他发现了地球的引力。对天体来说,质量大的天体,它的引力也大。如月球的质量比地球小得多,因此月球的引力也小。一个在地球上重75公斤的人登上月球,他的重量变成12.5公斤了。还有这么一个特殊的天体,它的质量比太阳还要大得多,所以它的引力也超常的巨大,无论什么物体只要靠近它,就会被它吞没,就连速度很快的光线也无法逃脱,被它紧紧地吸住,不能再出来。正因为光线也会被它吞没,所以我们就看不见这个特殊的天体,天文学家就把它叫做“黑洞”。一切物体只要被它吸进去就再也出不来,就像掉进无底洞一样,只进不出。
实际上黑洞并不是一个实在的星球,而是一个天区,黑洞的物质都集中在这个天区的中心,它有极强的引力。被吸进去的外来物体就像水流入下水道那样,成螺旋状地被卷进去。由于摩擦生热,物体进入黑洞后,黑洞的温度可升高到几百万度。另外,物体在进入黑洞永远消失之前,会发射出粒子束,如X射线。科学家们用仪器去测试这种X射线,从而探寻黑洞的存在。
究竟黑洞是怎么形成的呢?我们知道,天体受到两种力的约束,一是向内的引力,一是向外的压力。如果压力大于引力,天体就膨胀。反之,引力大于压力,天体就会坍缩。绝大多数的恒星是由氢和氦组成的,而氢是核反应所需要的重要元素。恒星内部不停地进行核聚变反应,产生向外膨胀的压力。一颗比太阳大的恒星,核聚变反应所产生的压力能与引力相抗衡。一旦恒星内部进行核反应的材料用完后,巨大的引力会使恒星向内坍缩,就像房屋断了横梁和支柱后,会向中心坍去。天体坍缩时,体积迅速缩小,而它的密度却迅速增大,这时所形成的特殊天体就是黑洞。
黑洞原先是通过严格的物理规律预言出来的。但是,最近美国宇航局所属的戈达德空间飞行中心的科学家分析了天文卫星从黑洞的X射线所获得的数据后,发现NGC3516星系中心近旁铁原子的X射线光谱揭示,有物质以每秒2917公里的速度,被吸入星系内不见了。科学家指出,这是人们第一次观测到黑洞吸进物质的直接证据。
神秘的黑洞一直是科学家十分关注的热点,还有许多未解之谜。
所谓黑洞,是指一类引力非常之强的特殊天体,它能吸收所有靠近它的物质,甚至连光也无法逃脱。黑洞只吸收物质,不吐出物质。也就是说黑洞是“黑”的,人们无法直接“看”到它。尽管如此,大量的观测证据表明,宇宙中存在许多这样奇妙的天体。它的原身是超过大约3个太阳质量的普通天体,当它的核能量消耗完时,这一天体将变成一个黑洞。上世纪60年代,经过一些物理学家的研究,人们发现,只要3个物理量(质量、角动量和电荷)就能描述一个不随时间变化的黑洞。换句话说,对于一个黑洞,人们所能知道的只有这3个物理量。在黑洞的形成过程中,描述形成这个黑洞的物质的所有其他特性的信息都丢失了。黑洞的这一特性被美国的物理学家J.惠勒称为黑洞无毛定理。
因为经典黑洞只进不出,所以黑洞一旦形成,将通过吸收外部物质而变得越来越大,永远不会消失。在黑洞形成过程中,物质信息丢失对于这个经典黑洞而言,在物理学上是不成问题的,人们只要假定形成这个黑洞的物质的所有其他信息(除了质量、角动量和电荷)仍然存在黑洞内部即可,因为人们无法探知黑洞内的任何信息。
这个故事自上世纪70年代中期起发生了本质的变化。1974年,霍金通过研究黑洞外的量子力学,发现黑洞不仅能够吸收黑洞外的物质,而且能以热辐射的形式向外“吐出”物质。这一辐射是一量子力学现象,被称为霍金蒸发。霍金的发现立即引起了整个物理学界的轰动。因为根据霍金的蒸发理论,黑洞在向外蒸发物质的同时,温度也随之升高。这样黑洞不断地向外蒸发物质,它的温度越来越高,蒸发越来越快,最后将以大爆炸的形式向外吐出所有的物质而结束它的生命。
“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。
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。
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。
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。
实际上黑洞并不是一个实在的星球,而是一个天区,黑洞的物质都集中在这个天区的中心,它有极强的引力。被吸进去的外来物体就像水流入下水道那样,成螺旋状地被卷进去。由于摩擦生热,物体进入黑洞后,黑洞的温度可升高到几百万度。另外,物体在进入黑洞永远消失之前,会发射出粒子束,如X射线。科学家们用仪器去测试这种X射线,从而探寻黑洞的存在。
究竟黑洞是怎么形成的呢?我们知道,天体受到两种力的约束,一是向内的引力,一是向外的压力。如果压力大于引力,天体就膨胀。反之,引力大于压力,天体就会坍缩。绝大多数的恒星是由氢和氦组成的,而氢是核反应所需要的重要元素。恒星内部不停地进行核聚变反应,产生向外膨胀的压力。一颗比太阳大的恒星,核聚变反应所产生的压力能与引力相抗衡。一旦恒星内部进行核反应的材料用完后,巨大的引力会使恒星向内坍缩,就像房屋断了横梁和支柱后,会向中心坍去。天体坍缩时,体积迅速缩小,而它的密度却迅速增大,这时所形成的特殊天体就是黑洞。
黑洞原先是通过严格的物理规律预言出来的。但是,最近美国宇航局所属的戈达德空间飞行中心的科学家分析了天文卫星从黑洞的X射线所获得的数据后,发现NGC3516星系中心近旁铁原子的X射线光谱揭示,有物质以每秒2917公里的速度,被吸入星系内不见了。科学家指出,这是人们第一次观测到黑洞吸进物质的直接证据。
神秘的黑洞一直是科学家十分关注的热点,还有许多未解之谜。
所谓黑洞,是指一类引力非常之强的特殊天体,它能吸收所有靠近它的物质,甚至连光也无法逃脱。黑洞只吸收物质,不吐出物质。也就是说黑洞是“黑”的,人们无法直接“看”到它。尽管如此,大量的观测证据表明,宇宙中存在许多这样奇妙的天体。它的原身是超过大约3个太阳质量的普通天体,当它的核能量消耗完时,这一天体将变成一个黑洞。上世纪60年代,经过一些物理学家的研究,人们发现,只要3个物理量(质量、角动量和电荷)就能描述一个不随时间变化的黑洞。换句话说,对于一个黑洞,人们所能知道的只有这3个物理量。在黑洞的形成过程中,描述形成这个黑洞的物质的所有其他特性的信息都丢失了。黑洞的这一特性被美国的物理学家J.惠勒称为黑洞无毛定理。
因为经典黑洞只进不出,所以黑洞一旦形成,将通过吸收外部物质而变得越来越大,永远不会消失。在黑洞形成过程中,物质信息丢失对于这个经典黑洞而言,在物理学上是不成问题的,人们只要假定形成这个黑洞的物质的所有其他信息(除了质量、角动量和电荷)仍然存在黑洞内部即可,因为人们无法探知黑洞内的任何信息。
这个故事自上世纪70年代中期起发生了本质的变化。1974年,霍金通过研究黑洞外的量子力学,发现黑洞不仅能够吸收黑洞外的物质,而且能以热辐射的形式向外“吐出”物质。这一辐射是一量子力学现象,被称为霍金蒸发。霍金的发现立即引起了整个物理学界的轰动。因为根据霍金的蒸发理论,黑洞在向外蒸发物质的同时,温度也随之升高。这样黑洞不断地向外蒸发物质,它的温度越来越高,蒸发越来越快,最后将以大爆炸的形式向外吐出所有的物质而结束它的生命。
“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。
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。
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。
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。
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不知道楼主说的无底洞是什么范围的,呵呵。欲望是无底洞。说道宇宙,介绍楼主一本时间与空间,如果英语够好,建议看原版的。我们生活的宇宙本身就是一个无底洞。宇:不知道时间的起始与终结。宙:不知道空间的起始与终结。至于黑洞,也不是说是无底洞,就是一种引力场,是一种物质存在的形式,由于能量足够大,以至于可以将其周围的一切物质吸附进去。但是最新的研究 表明,仍有一些微观粒子通过衰变在逃逸其巨大的吸引力,因而说黑洞也是有可能有一天重因逃逸的数量而减轻其本身的质量而不再是黑洞!宇宙,就是这样,没有永远,只有守恒!!
地球上确实有这样一个“无底洞”。它位于希腊亚各斯古城的海滨。由于濒临大海,在涨潮时,汹涌的海水便会排山倒海般地涌入洞中,形成一股股溪流。据测,每天流入洞内的海水量达3000多吨,奇怪的是,如此大量的海水灌入洞中,却从来没有把洞灌满。从20世纪30年代以来,人们就作了多种努力企图寻找它的出口,却都是枉费心机。
为了揭开秘密,1959年美国地理学会派出一支考察队,他们把一种经久不变的深色染料溶解在海水中,观察染料是如何随着海水一起沉下去的。接着又察看了附近海面以及岛屿上的各条河流与湖泊,结果令人失望,人们没有找到带颜色的海水。
几年后他们又进行了新的试验,他们制造了一种浅玫瑰色的塑料小粒子。这是一种比水略轻、能浮在水中不沉底,又不会被水溶解的塑料粒子。他们把1300公斤重的这种肩负特殊使命的物质,统统掷入到打旋的海水中。片刻工夫,所有的塑料小粒子就像一个整体,全部被无底洞吞没,他们设想,只要有一粒在另外的地方冒出来,就可以找到“无底洞”的出口了。然而发动了数以百计的人,在各地水域整整搜寻了一年多以后,他们仍一无所获。
至今谁也不知道为什么这里的海水没完没了地“漏”下去,这个“无底洞”的出口又在哪里?每天大量的海水究竟都流到哪里去了?
地球上确实有这样一个“无底洞”。它位于希腊亚各斯古城的海滨。由于濒临大海,在涨潮时,汹涌的海水便会排山倒海般地涌入洞中,形成一股股溪流。据测,每天流入洞内的海水量达3000多吨,奇怪的是,如此大量的海水灌入洞中,却从来没有把洞灌满。从20世纪30年代以来,人们就作了多种努力企图寻找它的出口,却都是枉费心机。
为了揭开秘密,1959年美国地理学会派出一支考察队,他们把一种经久不变的深色染料溶解在海水中,观察染料是如何随着海水一起沉下去的。接着又察看了附近海面以及岛屿上的各条河流与湖泊,结果令人失望,人们没有找到带颜色的海水。
几年后他们又进行了新的试验,他们制造了一种浅玫瑰色的塑料小粒子。这是一种比水略轻、能浮在水中不沉底,又不会被水溶解的塑料粒子。他们把1300公斤重的这种肩负特殊使命的物质,统统掷入到打旋的海水中。片刻工夫,所有的塑料小粒子就像一个整体,全部被无底洞吞没,他们设想,只要有一粒在另外的地方冒出来,就可以找到“无底洞”的出口了。然而发动了数以百计的人,在各地水域整整搜寻了一年多以后,他们仍一无所获。
至今谁也不知道为什么这里的海水没完没了地“漏”下去,这个“无底洞”的出口又在哪里?每天大量的海水究竟都流到哪里去了?
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我们都曾听过宇宙黑洞,以往一位著名的科学家霍金也曾说到过黑洞。他表示根据物质的守恒定律来看,如果宇宙上有黑洞,那就会有一个白洞通向另一边。但在地球上,人们逐渐发现了无底洞,但从始至终未能找到出口。成为了世界上最神秘的无底洞! 世界上最神秘的无底洞 1、印度洋无底洞 印度洋无底洞位于印度洋北部的海域。学过地理的人都知道,这里夏天盛行西南季风,而这里的洋流会随着风向流动。但这个无底洞附近三海里的区域都不会受到季风洋流的影响,洋流始终保持静止的状态。 后来经过科学家的研究,人们只能认定这里是一个海洋黑洞。并推测在这个黑洞中存在着一个由中心向外辐射的巨大引力场。至今,对于这一无底洞没有其它的任何说法。 2、希腊爱情海无底洞 希腊爱情海无底洞,是众人了解比较多的一个无底洞。这个洞口位于希腊亚格斯古城附近,每到涨潮之时,这里就会被灌入3万多吨的水,并且只进不出! 后来人们为了研究它,还曾出过两套方案去探索无底洞的秘密,但是始终无果,也不曾找到关于这个洞的出口… 3、中国四川兴文县的石海桐乡无底洞 中国四川兴文县的石海桐乡无底洞,就像一个漏斗一样。它们由两个大小不同的漏斗组成,与天梁栋相同。但这个无底洞洞口可以找到,到目前还仍在研究探索! 地球这个世界真的是非常的奇妙,目前人们也在对他们进行研究!一旦破解想必定是一条轰动世界的消息!
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