作业帮什么是黑洞 为什么有那么大引力
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/16 15:57:29
什么是黑洞 为什么有那么大引力
爱因斯坦提出广义相对论后的第二年,也就是1916年,史瓦西就在理论中发现了黑洞的存在,但直到1960年,科学家们才理解并接受了黑洞的存在.
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.
虫洞是幻想小说中的提法.虫洞被认为是有两个黑洞经过“爱因斯坦--罗森桥”连接而形成的.1935年爱因斯坦和罗森提出了爱因斯坦--罗森桥,但这一理论并没有提及桥两端所连接的时空具有何种关系.于是在科幻中,宇航员从一个黑洞进入,会从另一端出去,这样就发生了时空旅行.但真实情况是,到目前为止,天文学家在实际的观测中已经发现了不少黑洞的存在迹象,却从未发现任何证据证明虫洞的存在.虫洞目前仅仅是数学上的结果,可能踊跃也只是数学上的结果.
此外还有另一种更为诡异的说法：黑洞可能与白洞相连,当一个人从黑洞进入后,可能有白洞出来.事实上,白洞也仅仅是数学上与黑洞相对的结果,在自然界中是否真的存在也很值得怀疑.而白洞与黑洞相连的说法就显得更加不可能了.退一万步说,假设真的有黑洞与白洞相连,那么当一个人投身黑洞,那么他早在从白洞“钻”出来之前,已经在黑洞巨大的的潮汐力作用下被撕得粉碎了.
事实上,黑洞不会“吸”任何东西!黑洞的引力与宇宙中其他天体的引力在性质上没有差别,对于远处的物体来说,黑洞的引力并不能把他们怎么样.假如我们的太阳突然演化成一个黑洞,那么这个黑洞并不会把太阳系中的大小行星统统吃掉.我们的地球仍然会在现在的轨道上运行下去（严格说,从长时间来看会有微小变化）,唯一明显变化就是天气变得异常寒冷——因为缺少阳光的温暖.
黑洞就像水中的漩涡,只有当你离他太紧的时候,他才会对你构成威胁.黑洞有一个“史瓦西半径”,只有当你越过了这个半径,你才会无法自拔的被黑洞“吸”进去.史瓦西半径可以从逃逸速度重计算得到.在史瓦西半径以内,光都无法逃逸.我们太阳的史瓦西半径是2.9千米,相比之下,现在太阳的半径大约是70万千米.当太阳突然变成黑洞,太阳系中的大小行星全都会处于“安全线”以外,当然,我们的太阳是不会变成黑洞的,因为它的质量太小了.太阳最终会演化成为一颗白矮星.那些经历了一系列变化后中心质量在太阳2.5倍以上的天体,才有可能演化成为黑洞.
那么,为什么在史瓦西半径以内,黑洞的引力会极为强大呢?在数学上,一个物体所产生的引力可以被看作是集中于一点的.对于球体来说,这个点位与球心.当你站在地球表面,你距离求新是最近的,因而你感受到了地球所能带给你的最大引力.假设某一天,地球开始向中心坍缩,那么站在地球表面的你就会随之一向地球的中心,也就是说你离地球中心越来越近,这时你就会感到自己越来越重,因为你受到的引力越来越大.但是假如你没有随着地球移动,而是选在原地不动,那么你便不会感到引力有任何变化.黑洞是一种极端的情况,理论上,天体演化成黑洞时,原先的物质会坍缩到体积为零、密度为无穷大（这时错误的）,其他物体能够非常接近原天体的中心,因而受到极为强大的引力.
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.
虫洞是幻想小说中的提法.虫洞被认为是有两个黑洞经过“爱因斯坦--罗森桥”连接而形成的.1935年爱因斯坦和罗森提出了爱因斯坦--罗森桥,但这一理论并没有提及桥两端所连接的时空具有何种关系.于是在科幻中,宇航员从一个黑洞进入,会从另一端出去,这样就发生了时空旅行.但真实情况是,到目前为止,天文学家在实际的观测中已经发现了不少黑洞的存在迹象,却从未发现任何证据证明虫洞的存在.虫洞目前仅仅是数学上的结果,可能踊跃也只是数学上的结果.
此外还有另一种更为诡异的说法：黑洞可能与白洞相连,当一个人从黑洞进入后,可能有白洞出来.事实上,白洞也仅仅是数学上与黑洞相对的结果,在自然界中是否真的存在也很值得怀疑.而白洞与黑洞相连的说法就显得更加不可能了.退一万步说,假设真的有黑洞与白洞相连,那么当一个人投身黑洞,那么他早在从白洞“钻”出来之前,已经在黑洞巨大的的潮汐力作用下被撕得粉碎了.
事实上,黑洞不会“吸”任何东西!黑洞的引力与宇宙中其他天体的引力在性质上没有差别,对于远处的物体来说,黑洞的引力并不能把他们怎么样.假如我们的太阳突然演化成一个黑洞,那么这个黑洞并不会把太阳系中的大小行星统统吃掉.我们的地球仍然会在现在的轨道上运行下去（严格说,从长时间来看会有微小变化）,唯一明显变化就是天气变得异常寒冷——因为缺少阳光的温暖.
黑洞就像水中的漩涡,只有当你离他太紧的时候,他才会对你构成威胁.黑洞有一个“史瓦西半径”,只有当你越过了这个半径,你才会无法自拔的被黑洞“吸”进去.史瓦西半径可以从逃逸速度重计算得到.在史瓦西半径以内,光都无法逃逸.我们太阳的史瓦西半径是2.9千米,相比之下,现在太阳的半径大约是70万千米.当太阳突然变成黑洞,太阳系中的大小行星全都会处于“安全线”以外,当然,我们的太阳是不会变成黑洞的,因为它的质量太小了.太阳最终会演化成为一颗白矮星.那些经历了一系列变化后中心质量在太阳2.5倍以上的天体,才有可能演化成为黑洞.
那么,为什么在史瓦西半径以内,黑洞的引力会极为强大呢?在数学上,一个物体所产生的引力可以被看作是集中于一点的.对于球体来说,这个点位与球心.当你站在地球表面,你距离求新是最近的,因而你感受到了地球所能带给你的最大引力.假设某一天,地球开始向中心坍缩,那么站在地球表面的你就会随之一向地球的中心,也就是说你离地球中心越来越近,这时你就会感到自己越来越重,因为你受到的引力越来越大.但是假如你没有随着地球移动,而是选在原地不动,那么你便不会感到引力有任何变化.黑洞是一种极端的情况,理论上,天体演化成黑洞时,原先的物质会坍缩到体积为零、密度为无穷大（这时错误的）,其他物体能够非常接近原天体的中心,因而受到极为强大的引力.