题目

黑洞定义?

提问时间：2020-06-13

答案

黑洞（Black hole）是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种超高密度天体,由于类似热力学上它是完全不反射光线的黑体,故名为黑洞.于1969年由美国物理学家约翰·阿提·惠勒命名.
“黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体.
黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后,发生引力坍缩产生的.黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,它产生的引力场极为强劲,以至于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界（临界点）内,便再无力逃脱,甚至目前已知的传播速度最快的光（电磁波）也逃逸不出.
黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响.借由物体被吸入之前的因高热而放出紫外线和X射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息.推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量.
科学家最新研究理论显示,当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”,它并非像黑洞吞噬邻近所有物质,而是喷射出之前黑洞捕获的所有物质.
中文名：黑洞
外文名：Black hole
别称：无底洞
分类：宇宙天体
发现者：卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)
发现时间：1916年
质量：3.2倍太阳质量~10^10倍太阳质量
平均密度：+∞
直径：0
表面温度：T=hc^3/8πkGM
逃逸速度：>c
反照率：0
视星等：无
绝对星等：无
自转周期：无
主要探索人：霍金 爱因斯坦 施瓦西
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两个互相吞噬的黑洞
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.
黑洞的产生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,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力量,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去.黑洞开始吞噬恒星的外壳,但黑洞并不能吞噬如此多的物质,黑洞会释放一部分物质,射出两道纯能量——γ射线.
也可以简单理通常恒星的最初只含氢元素,恒星内部的氢原子时刻相互碰撞,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.由于聚变,氢原子内部结构最终发生改变,破裂并组成新的元素——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,参与聚变时不释放能量,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”,是因为它的密度无穷大,从而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（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,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.