​黑洞是什么意思，黑洞到底是什么哦？给个详细的解释。谢谢了？

黑洞是什么意思，黑洞到底是什么哦？给个详细的解释。谢谢了？

黑洞到底是什么哦给个详细的解释谢谢了

黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。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。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测到它的存在。黑洞引申义为无法摆脱的境遇。

按组成划分

按组成来划分，黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞，二是物理黑洞。 暗能量黑洞 暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成，它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转，其内部产生巨大的负压足以吞噬物体，从而形成黑洞。暗能量黑洞是星系形成的基础，也是星团、星系团形成的基础。 物理黑洞 物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成，具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时，我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大，可以有太阳系那般大。奇点黑洞比起暗能量黑洞来说体积非常小，它甚至可以缩小到一个奇点。

科学家总是提出宇宙的黑洞，那么宇宙的黑洞到底是什么呢

科学家总是提出宇宙的黑洞，那么宇宙的黑洞到底是什么呢？

♣黑洞很容易让人望文生义的，想象成一个大黑窟窿，其实不然，所谓的黑洞并不是人们理解的那样。通俗易懂得理解，当一个超大质量恒星死亡时，由重力崩溃而发生超新星爆炸。强大的压力使物质结构发生巨大变化，通过不断的压缩，最终留下一个小而致密的核心。如果核心的质量是太阳质量的3倍以上，最终它会成为一个黑洞。

黑洞是大家非常熟悉的话题,不仅在科幻小说中经 常会出现关于黑洞的内容,在日常生活里我们也会时不时地聊聊黑洞。黑洞在地球上并不存在,当然如果存在的话是非常可怕的。在《星际穿越》里面,我们看到一个视觉上的黑洞,那个黑洞很大,如果我记得没错的话,它的质量应该有一百亿个太阳那么大。今天我们就聊聊关于黑洞的一些问题,第一个问题就是黑洞到底是怎么形成的?第二个问题就是人类可以制造黑洞吗?第三个问题就是黑洞到底长什么样子?我们能不能看到黑洞?

在《星际穿越》里面,我们看到了虫洞, 那么虫洞跟黑洞的关系是什么样的呢?这个问题我们也将在这里尝试回答。

黑洞到底是怎么形成的?黑洞是什么?其实,在几个世纪以前, 法国物理学家拉普拉斯就预言过黑洞,他的根据是牛顿的万有引力理论。我们知道,在地球上我们能够感受到自己的重量,这是地球对我们产生的万有引力。我们要想逃出地球,就必须以所谓的第二宇宙速度, 也就是每秒十几千米,才能逃离地球的引力。速度跟引力之间有个关系,速度越大,才能克服越大的引力。同样,要想从太阳表面逃离太阳, 就要有更快的速度。那么,我们要想从地球逃出太阳系,就要达到第三字宙速度。如果引力变得越来越大,那么逃离的速度就要越来越快, 快到最后有可能达到了光速,因为光是世界上速度最快的东西,每秒 30万千米。达到了光速,才能克服这个巨大的引力,才能逃出去。如果这引力再大,连光速都逃不出去了,那么这个世界上就再也没有一个物体可以逃出黑洞,逃出万有引力,就像拉普拉斯当年想象的那样: 如果把一个天体的质量增大到一定程度,就再也逃不出去了。

但是,这并不意味着质量大到一定程度就会变成黑洞,比如银河系质量很大,它有上千亿个太阳甚至是几千亿个太阳那么重,其中还包含质量更重的暗物质,但银河系并不是黑洞,因为银河系太大了, 无法形成黑洞。这是为什么呢?因为仅仅满足质量和引力方面的条件 是不够的,还要满足尺寸方面的条件,尺寸小,万有引力才大。我们知道牛顿的万有引力定律,其中既包含了质量条件,也包含了尺寸条件, 万有引力的大小跟尺寸大小的平方成反比,我们计算一下就可以知道黑洞在什么样的情况下才能形成。举个例子,太阳不是黑洞,它的表面温度高达6000摄氏度,我们自然无法在太阳上生活。现在我们假设对这个温度忽略不计,即便如此,人在太阳上面也很难生活,因为太阳的万有引力太大了,我们人类到了那里会感觉重量太重了,就连弯着腰、弓着背都站不住。太阳的质量相当于地球的几十万倍,如果我们把太阳的尺寸压缩到直径3千米左右,那么,这时候大阳表面的 引力就强大到连光都逃不出去,黑洞就形成了。

美国的我们前面提到过LIGO团队探测到两个黑洞合并辐射引力波,这些引力波的形成需要两个条件:一是质量足够巨大,二是黑洞比较小。只有足够小的黑洞才具有强大的万有引力,才能产生强大的引力波。

在宇宙中,通常是十几个太阳质量的黑洞比较多,为什么是这样呢?这里又要谈到黑洞是怎么形成的问题了。黑洞是怎么形成的呢?

一开始,有一颗很大的恒星,通常有二十个太阳质量那么重,它燃烧到最后,抛射出大量的物质,但是总有一部分抛射不出去,这部分的物质在万有引力的作用下持续变小,一直小到十几千米、二十几千米 或者三十几千米的尺寸,这样一来,就形成黑洞了,所以,在宇宙中, 像恒星一样质量的黑洞比比皆是。LIGO团队探测到的是两个黑洞在一起,当然,单黑洞就更多了,但单黑洞本身并不辐射引力波,所以LIGO团队探测引力波的方式无法直接看到单黑的洞,但是单黑洞应当比双黑洞更多,因为它更常见。比如说两颗恒星绕在一起转,每颗恒 星都会坍缩成黑洞,这样就是双黑洞,它的概率当然远远小于单独一颗恒星燃烧到最后坍缩成黑洞。恒星级的黑洞可以通过间接的手段探测到,其实人类已经通过间接手段探测到了很多这样的黑洞。

银河系中间有一个超级黑洞,它比恒星大很多,有几十万个太阳质量那么重。它是怎样被发现的呢?因为在黑洞边上有恒星,有分子云, 还有其他一些东西。这些东西受到黑洞强大的万有引力的影响,有时候就直接掉下去了,有时候运动速度变得越来越快,物质电荷之间发生相互加速,这样一来就会辐射电磁波,我们就可以通过这些电磁波发现黑洞的位置。

在《星际穿越》里面,出现过这种视觉效果的一个巨大的黑洞,这个黑洞外面有一些亮环,这些亮环就是这个巨大的黑洞边上的一些分子等东西。它们绕着黑洞转动,速度越来越快,当然 也就变得越来越亮,形成了我们可以看到的那些亮环,人类就是通过 这种方式发现黑洞的。

银河系中间的这个超级黑洞并不是最大的黑洞。在很遥远的地方, 人类还发现了一些比这个超级黑洞大很多的黑洞,最大的可以达到几百亿个太阳质量,这就接近整个银河系的大小了。有的甚至是上千亿个太阳质量的黑洞,而且天文学家通过观测,发现几乎所有的星系中间必有一个超级黑洞。

星系是什么概念呢?星系就是由干亿个、数千亿个甚至上万亿个恒星形成的一个集团,就像银河系一样。这些星系中间的超级黑洞小的像是银河系中间的几十万个太阳质量,大的像上

百亿个太阳质量。还有我们经常会听说“活动星系核”这个词,这样的名词太抽象,说白了就是星系中间的巨大黑洞,它的万有引力爆发出巨大的能量,我们把它叫作活动星系核。所以,实际上天文学家对黑洞是非常熟悉的,因为它无所不在,除了很多很多恒星级的黑洞,几乎每个星系里面都有 巨大的黑洞。

那么,人类能不能制造黑洞?到目前为止,人类还没有能力把物质压缩到变成一个黑洞。如果到了那一天,人类将进入一种超级文明。

虽然我们现在无法做到,但是我们可以想象,我们总可以理想化,把一团物质不断压缩至更小的空间中去,形成黑洞。就像前面说的,如 果我们想象把太阳压进3000千米直径的圆球里面,它就形成黑洞了。

由于太阳的质量不够大,而且大家都知道太阳的寿命,太阳在50亿年以后会形成红巨星,因此它不会通过万有引力自身燃烧到最后形成黑洞。但我们可以在想象中把它变成黑洞。那么地球呢?根据我们的计算, 把地球压进直径大概1厘米的圆球里面,也就是像花生米那样大小的一个空间里面,它才会形成黑洞,这是不可思议的,因为我们知道地 球的重量是3个亿,要把它压缩成一个花生米大小根本无法实现,可见黑洞是非常难以制造的。

那么黑洞长什么样子呢?坦率地说,我们没有办法严格定义黑洞 长什么样,因为它的光跑不出来,它是漆黑一片的。我们前面说过, 天文学家还是能探测到黑洞的,为什么呢?因为自然形成的黑洞都是通过天体的活动形成的,因此在它周围必然有一些东西,这些东西受到黑洞的影响,会发生变化,比如发光,辐射,辐射出比光更高的x射线,也有比光更低的电磁波,也就是射电,通过这样的东西,我们就可以探测到黑的洞。所以严格说来,黑洞长什么样,我们看不见,因 为无论什么东西掉进去都看不见了,光也看不见。

知足常乐2022.1.26日于上海