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黑洞2020/4/28 14:58:41 |
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我们时常听到关于黑洞的消息，但实际上，多数人都不知道黑洞是什么，像是一个非常是抽象的东西。实际上，黑洞就是宇宙中的一种天体，比其他天体要大很多。那么到底黑洞是怎么形成?具体黑洞是什么物质组成的呢?我们一起来了解。
黑洞是怎么形成的
黑洞的形成过程类似于中子星的产生过程。
某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
也可以简单理解为：通常恒星最初只含氢元素，恒星内部的氢原子核时刻相互碰撞，发生聚变。由于恒星质量很大，聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于氢原子核的聚变产生新的元素——氦元素，接着，氦原子也参与聚变，改变结构，生成锂元素。如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成，直至铁元素生成，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定，参与聚变时释放的能量小于所需能量，因而聚变停止，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。说它“黑”，是因为它产生的引力使得它周围的光都无法逃逸。跟中子星一样，黑洞也是由质量大于太阳质量好几十甚至几百倍以上的恒星演化而来的。
当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，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，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径)，质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。
黑洞是什么物质组成的?
黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小，热量无限大的奇点和周围一部分空空如也的天区，这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论，当一颗垂死恒星崩溃，它将聚集成一点，这里将成为黑洞，吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。
与别的天体相比，黑洞十分特殊。人们无法直接观察到它，科学家也只能对它内部结构提出各种猜想。而使得黑洞把自己隐藏起来的的原因即是弯曲的时空。根据广义相对论，时空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光程传播，但相对而言它已弯曲。在经过大密度的天体时，时空会弯曲，光也就偏离了原来的方向。
在地球上，由于引力场作用很小，时空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周围，时空的这种变形非常大。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。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”，这是宇宙中的“引力透镜”效应。
如果黑洞足够大，宇航员会开始觉察到拉着他脚的重力比拉着他头的重力更强大，这种吸引力拖着他无情地向下落，重力差会迅速加大而将他撕裂(拉伸线)，最终他的遗体会被分解而落入黑洞那无限致密核心。
普金斯基和他的两个学生艾哈迈德艾姆哈里、詹姆斯萨利，加上该校的另一位弦理论学家唐纳德马洛夫一起，对这一事件进行了重新计算。根据他们的计算，却呈现出完全不同的另一番场景：量子效应会把事件视界变成沸腾的粒子大漩涡，任何东西掉进去都会撞到一面火焰墙上而被瞬间烤焦。
美国宇航局有关一个超大质量黑洞及其周围物质盘，炙热的物质团(一个呈粉红色，一个呈黄色)每一个的体积都与太阳相当，环绕距离黑洞较近的轨道运行。科学家认为所有大型星系中心都存在超大质量黑洞。黑洞一直在吞噬被称之为“活跃星系核”的物质。由于被明亮并且温度极高的下落物质盘环绕，黑洞的质量很难确定。根据刊登在《自然》杂志上的一篇研究论文，基于对绕黑洞运行物质旋转速度的计算结果，37个已知星系中心黑洞的质量实际上低于此前的预计。
导语：宇宙中大部分星系，包括我们居住的银河系的中心都隐藏着一个超大质量黑洞。这些黑洞质量大小不一，大约99万～400亿个太阳质量。天文学家曾预测，当黑洞“进食”大量物质时，比如此次吞噬撕碎一颗恒星，就会有高速等离子喷流从黑洞边缘逃逸而出。离黑洞越来越近后，飞船前方将会逐渐陷入一片黑暗，即便是后方，也将开始被黑暗笼罩。下边给大家介绍黑洞吃太阳完整过程视频，黑洞吃太阳过程图片曝光如下。
黑洞吃太阳过程图片曝光(模拟图片1)
国际研究小组由美国、荷兰、英国国家组成，他们第一次观测到了完整的黑洞吞噬恒星(太阳也是恒星)全过程，证实了原先理论的正确性。以前也曾努力寻找黑洞吃太阳证据，但总是晚了一步。
此次黑洞吃太阳，太阳向外喷发1000万余年的能量。天文学家表示，这种观测有助于了解黑洞的喷流过程。他们在一个邻近星系的中心首次观测到黑洞“进食”一颗太阳大小的恒星，以及把“残渣”以近乎光速向外喷发的过程。
黑洞吃太阳过程图片曝光(模拟图片2)
负责研究的约翰斯·霍普金斯大学的范费尔岑告诉记者，这不是第一次看到黑洞吞噬恒星，也不是第一次看到黑洞向外发光或者说喷流，“但这是我们第一次清楚地看到恒星被摧毁以及其后发射喷流的完整过程”。
天文学家曾预测，当黑洞“进食”大量物质时，比如此次吞噬撕碎一颗恒星，就会有高速等离子喷流从黑洞边缘逃逸而出。范费尔岑说，他们的研究证实了这一理论的正确性。
黑洞吃太阳过程图片曝光(模拟图片3)
如人们所描述的，黑洞就像一个巨大的漩涡，会把靠近它的东西吞噬掉。那么，黑洞吞噬的东西去哪了呢?很显然，被吞掉的东西，当然是进入到黑洞内部去了，至于进入黑洞后又到了哪里，目前还没有个明确的解释。到底黑洞里面有什么啊?我们一起来看看科学家们的解释。
黑洞吞噬的东西去哪了 黑洞里面有什么啊
黑洞是具有巨大吸引力的黑色物质，质量很大。不论是恒星、行星、还是光，都可以被吸进去。科学家形容它就像是宇宙中的巨大漩涡，没有物质能够逃脱它的魔爪。
目前的理论推测中，黑洞不应该是宇宙中的孤立系统，它应该参与了整个宇宙的能量循环，所以人们认为黑洞具有特定温度下的热辐射。
这样就可以理解被吞噬的东西去哪了，它们都被黑洞消耗了，变成热辐射散溢出去了。
黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄黑洞拉伸，撕裂并吞噬恒星盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。
天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一，而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期，当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天，恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂，进而通过吸积周围气体而形成的。行星(包括地球)也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。但是当中央天体是一个黑洞时，吸积就会展现出它最为壮观的一面。然而黑洞并不是什么都吸收的，它也往外边散发质子。
黑洞一般吞噬什么?
黑洞体积非常之大，几乎任何外部物质，包括辐射都能吸进去。
想要了解黑洞，我们需要先了解下恒星的一生。刚开始，大量的气体在其自身引力的作用下聚集在一起并开始向内收缩。当它收缩的时候，气体原子之间的碰撞变得越来越频繁、速度越来越快，这将导致温度的上升。当温度越来越高的时候，氢原子的碰撞将不再回弹，而是聚合形成氦，并放出大量的能量。如同氢弹爆炸，发出大量的光和热。而这些能量又给气体加热，使气体的温度和压力继续上升，直到气体的压力足够平衡自身引力引起的收缩。这个过程好比一个气球，外层的橡胶想往里面收缩，而里面的气体想往外面跑，当两者存在平衡时气球的大小也就不变了。这就是恒星的生命初期，太阳就是例子。
恒星的燃料总有一天会用完的。当燃料用完时，气体的压力无法抵抗自身的引力，从而恒星开始收缩。质量越大的恒星，燃料消耗的速度越快。因为质量越大，用来平衡引力收缩的气体温度压力就要越大，而达成这一条件所消耗的燃料就要越多。据推算，太阳的燃料还有50亿年才会消耗完。
当恒星燃料消耗完，它会逐渐收缩。根据质量的不同最终会形成“白矮星”、“中子星”、“黑洞”这三种形态。“白矮星”最后是由电子不相容产生的斥力来维持平衡，“中子星”最后是由中子之间不相容产生的斥力来维持平衡，而“黑洞”其质量太大，没有一种力能和它引力引起的收缩产生平衡，所以它越来越小，形成一个致密的天体。这就是恒星生命的终结。
黑洞不是洞，而是恒星“死掉”后形成的致密天体。
人们对于黑洞这一存在还是感到恐惧的，首先是未知，其次听说会吞掉任何东西，包括其他恒星。所以，人们觉得有一天黑洞可能会吞掉地球。那么，黑洞会吞噬地球吗?地球距离黑洞有多近?下面我们一起来看看离地球最近的黑洞在哪吧。
黑洞会吞噬地球吗 离地球最近的黑洞在哪
会。地球被黑洞吞噬是意外情况或者说是随机情况下可能被黑洞吞噬，正常情况地球会被太阳达到它的寿命终点时转换成白矮星之前的不断膨胀中吞噬，太阳寿命终结时会变成一个爆发的超新星，不断地膨胀吞噬整个太阳系，然后塌缩成质量密度超高的白矮星，中子星或脉冲星。
黑洞没有具体形状，你也无法看见它，只能根据周围行星的走向来判断它的存在。也许你会因为它的神秘莫测而吓的大叫起来，但实际上根本用不着过分担心，虽然它有强大的吸引力但与此同时这也是判断它位置的一个重要证据，就算它对距地球极近的物质产生影响时，我们也还有足够的时间挽救，因为那时它的“正式边界”还离我们很远。况且，恒星坍缩后大部分都会成为中子星或白矮星。但这并不意味着我们就可以放松警惕了(谁知道下一刻被吸入的会不会是我们呢?)，这也是人类研究它的原因之一。
恒星,白矮星,中子星,夸克星,黑洞是依次的五个密度当量星体,密度最小的当然是恒星,黑洞是物质的终极形态,黑洞之后就会发生宇宙大爆炸,能量释放出去后,又进入一个新的循环。
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。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。
关于黑洞吞噬人类的传说
1923年2月5日，巴西佛得角上的600名居民突然失踪，从此他们再也没有出现过。警方仔细对那一带进行了搜查。在学校里，他们发现一支枪丢在地上，显然是用来抵抗突如其来的外力的。在教室的黑板上写着：“没有人来拯救我们。”
古希腊人认为，大批的人之所以突然消失，是因为得罪了海神普罗特斯。普罗特斯一般都在海底沉睡，每50年出现用一次餐。他通过爆发的火山来到人世间，可以变换成任何形象出现。
因此，人们必须向他供奉几百名处女，放在火山口供他食用。然后这些处女就会不留痕迹地神秘消失，留下的只有她们身上的镣铐。
这些人的失踪与所谓的“黑洞”有关。地球上的时空周期性地发生变化，整个城市处于完全不同的四度空间，有时甚至“被踢出去”。地球上有很多这样的黑洞，人们经常会莫名其妙地遭遇它们。
但是，林德赛特教授说：“物体不可能穿越时空，因此，我们可以发现失踪者的物品留在了原地。”
而一些科学家对“黑洞”进行了更为深刻的研究，他们指出“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一切“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，其半径只有3公里。黑洞把一切物质吸入，连光都不可能逃逸出来。
导语：在广袤而神秘莫测的宇宙中，有很多未知的东西等着我们去探索去发现。其中，宇宙中最神秘的天体就是黑洞。黑洞就像一个巨大的无底洞，引人想探个究竟。最近，俄罗斯研究人员发现了一件神奇的事，那就是在一个巨大的黑洞周围，竟然多次发出光亮。这到底是什么原因导致的呢?
黑洞
宇宙中的神秘天体——黑洞具有极强大的引力场，可在其周围聚拢起很厚的气体尘埃层，使人们无法观测到黑洞附近的景象。俄罗斯科研人员却发现，最近几年一个超大质量黑洞的四周竟数次“发亮”。
对此，莫斯科国立大学下属国家天文学研究所的科研人员解释说：“这可能是那个黑洞‘吃撑了’造成的。”
领导这一观测项目的研究员奥克尼扬斯基及其同事在英国《皇家天文学会月刊》上报告说，现有理论认为在包含众多恒星的多数大星系的中心区域，至少有一个超大质量黑洞，其质量相当于一百万至几十亿个太阳的质量。在这类黑洞的强大引力场作用下，其周围的气体和尘埃不断汇聚，使这些大黑洞仿佛终年裹在棉花堆里一样。
黑洞
然而也有例外。近几十年天文学家曾通过望远镜数十次发现一些大黑洞会放射出强烈射线，“照亮”黑洞周围。奥克尼扬斯基和同事在观测一个代号为NGC2617的大星系时也发现了类似情景。
研究人员认为，这种现象不会是黑洞近旁的恒星在黑洞引力“撕扯”下崩裂并放出射线导致的，因为一个超大质量黑洞通常数千年才会“撕碎”一颗恒星。他们推测，黑洞在吞噬其周围的物质后就会产生X射线。如果黑洞吞噬了太多物质，如历史上累计吞噬的包括少量恒星、大量小天体和尘埃在内的各类宇宙物质，并超过一定极限，就会骤然放射出强烈的X射线，其强度甚至会驱散黑洞周围的局部气体尘埃层，在X射线波段“照亮”黑洞附近空间。
黑洞有人进去过吗?我们经常能从一些影视资料中看到黑洞的威力——会把人给吸进去，吸进去后掉入到了另一个宇宙平行空间。当然，这也仅是影视作品的拟构，到底有没有人进去过没有一个准确的答案。那么，黑洞里面有没有生命呢?我们一起来看看科学家的解释。
黑洞有人进去过吗 黑洞里面有没有生命
一般情况下，没有人进入黑洞，因为距离太远，到达不了。
黑洞是相对论中预言的密度极大、体积极小的天体，连光都无法逃脱它的引力。爱因斯坦曾经告诉我们，重力会导致时空扭曲。当一颗恒星燃烧殆尽的时候，会产生极端的密度。体积变得无限小，引力却变得异常庞大。在边界范围内的任何物体都无法逃脱。连时间都被引力拉扯的非常长!最后形成了黑洞。吸引着一切靠近的物体!
在电影《星际穿越》中，一颗全是水的星球。因为靠近黑洞，引力变得非常的大!潮汐引力会让只有及膝深的水变成滔天巨浪!更恐怖的是，这个星球上面的一个小时等于外面时间的整整七年!简直比古代神话传说中的“天上一日，地下一年”还要夸张!而当男主角从这颗水星球逃离出来的时候，用了三个多小时，但是外面已经过了23年了!他的女儿都从10岁变成33岁，变成了和自己是同龄人。这种时空上的扭曲差异让人惊叹不已!
如果有人进入黑洞，会出现以下情况：
第一种就是很现实的问题，人进入黑洞，质量会在巨大的引力下分解，这么说，人基本上就已经死了，人死了，当然没有知觉。其实具体来说就是黑洞施加于人头脚的巨大引力差会把人拉成百倍长——撕碎无疑，所以即使是进入那个黑洞的人也无法观察到什么。更不要说穿越了。
第二种就是人假如不会可以逃避引力的吸引，简单的说就是进入黑洞不死，那么在黑洞中会观测到什么呢?根据相对论，时间是相对流动的。黑洞引力强大，所以时间流逝的飞快。如果进黑洞的人不死的话，他感受到的时间会比黑洞外的人长很多。比如黑洞外的时间过了1分钟，极靠近黑洞的那个人可能会感受到十年的时间流逝，且越接近黑洞则时间过得越快。而且可能会进入五维空间，可以实现穿越。
黑洞里有生命吗?
道库恰耶夫提出了某些黑洞类型的可能性。他说，在一个带电旋转的黑洞内部，某些区域的光子能在稳定的周期轨道上存活。也就是说，尽管黑洞破坏性无比强大，但是它的内部环境却适合生命存在。
他近期在康奈尔大学在线期刊上发表了一份研究报告，报告指出，如果黑洞中存在适合光子的稳定轨道，那么将有可能存在行星的稳定运行轨道。但这种稳定的轨道仅存在于跨越黑洞表面的临界点，进入黑洞表面则出现时间和空间的逆转。
超越黑洞表面还有另外一个领域，叫做“柯西表面”，在这里时间和空间处于稳定状态。在“柯西表面”可能存在生命体，但它们的进化和生存状况与人类完全不一样，它们能够承受巨大的潮汐引力波动。
文明程度远胜人类外界无法观测，道库恰耶夫分析说，超大质量黑洞非常强大的引力足以吸收周围一切物质，包括光，所有经过黑洞“视界”的物质都不再存在。
道库恰耶夫认为，黑洞中很有可能存在外星生命，它们的文明程度已经远胜人类，属于三级卡尔达肖夫指数的智慧文明，从黑洞外部根本无法观测到。
然而，也有科学家指出，虽然道库恰耶夫提出的是一个令人兴奋的观点，但该观点目前仅停留在理论阶段。由于超大质量黑洞具有巨大的引力，任何事物都无法脱离黑洞，无法判断这一观点是否正确。
卡尔达肖夫指数：它共有三个等级，一级卡尔达肖夫指数文明是指可以控制利用一个星球;二级是指可以控制利用一个恒星;三级是指可以控制利用一个星系。
