黑洞的名称是怎么来的黑洞有哪些具体的表现形式

黑洞的名称是怎么来的黑洞有哪些具体的表现形式

黑洞是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。下面小编就为大家带来详细的介绍，一起来看看吧!

1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这个定值称作史瓦西半径，这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。

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黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和γ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，还可以取得位置以及质量。

北京时间2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世，该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。

表现形式

据英国媒体报道，一项新的理论指出黑洞的死亡方式可能是以转变为白洞的方式进行的。理论上来说，白洞在行为上恰好是黑洞的反面——黑洞不断吞噬物质，而白洞则不断向外喷射物质。这一发现最早是由英国某杂志网站报道的，其理论依据是晦涩的量子引力理论。

恒星的时空扭曲改变了光线的路径，使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光在恒星表面附近稍微向内偏折，在日食时观察远处恒星发出的光线，可以看到这种偏折现象。当该恒星向内坍塌时，其质量导致的时空扭曲变得很强，光线向内偏折得也更强，从而使得光子从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言，光线变得更黯淡更红。

最后，当这恒星收缩到某一临界半径(史瓦西半径)时，其质量导致时空扭曲变得如此之强，使得光向内偏折得也如此之强，以至于光也逃逸不出去。这样，如果光都逃逸不出来，其他东西更不可能逃逸，都会被拉回去。也就是说，存在一个事件的集合或时空区域，光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者，这样的区域称作黑洞。将其边界称作事件视界，它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。

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。

这张红外波段图像拍摄的是我们所居住银河系的中心部位，所有银河系的恒星都围绕银心部位可能存在的一个超大质量黑洞公转。据美国太空网报道，一项新的研究显示，宇宙中最大质量的黑洞开始快速成长的时期可能比科学家原先的估计更早，并且仍在加速成长。

一个来自以色列特拉维夫大学的天文学家小组发现，宇宙中最大质量黑洞的首次快速成长期出现于宇宙年龄约为12亿年时，而非之前认为的20~40亿年。天文学家们估计宇宙的年龄约为138.2亿年。

同时，这项研究还发现宇宙中最古老、质量最大的黑洞同样具有非常快速的成长。有关这一发现的详细情况发表在《天体物理学报》杂志上。

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。

什么是黑洞?黑洞是怎样形成的?

简介: 黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了.(现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见) 黑洞有巨大的引力,连光都被它吸引而无法逃脱.黑洞中隐匿着巨大的引力场，这种引力大到任何东西，甚至连光，都难逃黑洞的手掌心。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见，这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它，只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。虽然这么说，但黑洞还是有它的边界，即＂事件视界＂．据猜测，黑洞是死亡恒星的剩余物，是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。另外，黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化到末期而形成的，质量小于钱德拉塞卡极限的恒星是无法形成黑洞的．（有关参考：《时间简史》——霍金?6?1著） 形成: 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。

黑洞是什么？怎么形成的？黑洞里面是什么样子？

问：黑洞通向哪里？

答 ：让我们从黑洞是什么开始回答这个问题。

黑洞产生于庞大恒星的陨落。恒星的质量非常大，这意味着恒星的引力也非常大，正是引力使你可以站在地球上，而不会飘向太空。

图解：位于M87中心的超大质量黑洞，推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上第一张直接对黑洞观测的天文影像，由事件视界望远镜所拍摄，发表于2019年4月10日。

恒星是由大量灼热的气体组成的星体，释放出大量的热量，从里往外地推动恒星。

通常来说，引力产生的拉力和热力产生的推力会彼此平衡，但是随着恒星“渐入暮年”，它将燃尽内部的燃料，推力也会逐渐减小。此时引力大获全胜，恒星所有的物质由于引力被向内拉去，最终成为一个点，就是我们所说的黑洞。

黑洞无法逃离

因为黑洞是由大量物质挤在很小的空间而形成的（用物理学语言说叫做密度很大），它能够产生巨大的引力，吸引一切靠近它的东西。

它产生的拉力非常强大，如果你过于靠近它，甚至拼尽全力快速经过它，都免不了被吸过去的命运。这被航天学家称作黑洞表面，一旦落入黑洞表面就绝无可能逃离。

图解：大麦哲伦云面前的黑洞（中心）的模拟视图。请注意引力透镜效应，从而产生两个放大，以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部，扭曲成一个弧形。

黑洞之所以叫做黑洞，是因为如果我们给黑洞拍一张照片，照片上什么也看不到，没有光线能够从黑洞中逃逸出来，而相机的原理就是记录光线，你只能看到黑洞周围黑黢黢的一个环。

图解：上：艺术家描绘超大质量黑洞从邻近的星体上抽走物质。 左下：超大质量黑洞的X光映像。 右下：超大质量黑洞的光学映像。

可惜的是，没有照相机能做到。航天学家们只能通过黑洞拉扯物体，趁物体尚未被完全吸进去的过程来一窥其貌。没有办法看到黑洞里面的样子

所以，黑洞通向何方？

图解：超大质量黑洞从吸积盘中吸积的概念图。

现在，让我们来回答这个大问题：当你进入黑洞之后，会发生什么？答案目前尚不可知，但我们正在试着解答！

一个说法认为，黑洞是虫洞的大门，虫洞连接着两个平行的空间，这意味着你可以跳进黑洞，然后来到宇宙的另一个角落，甚至是一个与我们的宇宙完全不同的 平行宇宙。

图解：若地面附近有一个虫洞，它可能是这样的

航天学家花了大量的时间试图描绘虫洞的结构和原理，但除非能找到真正“看到”黑洞的方法，否则我们永远无法得知进入黑洞后是怎样的情景。

也许有一天你会变成一个科学家，解决这些未解之谜，所以继续 探索 这些神奇的问题吧！

相关知识延伸阅读

在广义相对论中，白洞是一种理论推测出来的时空区域，物质与光线无法进入这个区域中，但是可以从这个区域中向外出现。白洞的性质与黑洞相反，光与物质可以进入黑洞中，但是无法从黑洞中离开。这个理论最早由伊戈尔·德米特里耶维奇·诺维科夫在1964年根据对史瓦西解的计算，而提出这个假设。

图解：最大扩展黑洞时空结构图。水平方向是空间，垂直方向是时间。

目前已经有许多证据显示黑洞存在，到现在还没有任何证据表明白洞存在，因此白洞仍然只是一种由理论推导而出的假想星体。白洞的存在也违反热力学定理，因为热力学认为熵不是保持不变就是增加，但白洞会使熵减少。于2012年发表的一篇论文认为宇宙形成最初的大爆炸是短暂喷发的白洞。在论文中，作者还认为白洞理论可以解释2006年发现的伽玛射线暴——GRB 060614。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Ayue- theconversation

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黑洞是怎么产生的？

黑洞，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。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（太阳五万亿年后也许也会变为一个黑洞）。黑洞的质量极其巨大，而体积却十分微小（小到也许只有一个足球场那么大），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临界点时，便再无力逃脱，甚至目前已知的传播速度最快的光也会被吸引进去。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。首先4个氢原子会聚变为一个氦原子，然后每4个氦原子和2个氢原子会聚变为1个锂离子，之后会按照化学元素周期表那样进行下去，直到铁原子形成后，整个星体便会无限坍缩下去，密度急剧增大，引力也急剧增强，直至其体积小于史瓦西半径，并使时空扭曲之后，便形成了黑洞。

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。

宇宙黑洞是什么？黑洞是怎样形成的?黑洞里面有什么?

观点：黑洞通常都出现在宇宙物质的包围之中，不大可能有一个黑洞会冲破层层物质的包围，和另一个黑洞相遇。你问黑洞的内部是什么呢？应该说，是更强大的负空间，更深层的亏空。倘若真的会有物质被黑洞吸入，同样也会被它的负空间性所“消化”掉，但这会减缓黑洞自身的灭尽过程。不过这黑洞不是一个过道儿，不会是从这边进，再从那边吐出什么来。它的方向是从半有半无走向彻底的无，它只能是越来越走向没有。
不论是哪一枚星体的形成，都需要经历若干阶段，我把它归纳成为是从无，到半有，到全有。而一枚星体的溃灭呢，同样也要经历若干阶段，只不过程序刚好相反，是从星体物质的全有，到半有，最后到星体物质的全无。所谓黑洞，正是对宇宙中已经死亡了的星体，在再度归回到“无星体”及“无物质”状态过程中的一段描述。

　　像一切生命都有聚散循环一样，所有星体同样也充满了兴灭变化。在宇宙宏大的周而复始之中，黑洞堪称是每一个星体必然的宿命——星体由盛至衰，最后溃散，它曾经拥有的饱满充实，融解融化一般消失殆尽，星体物质先前那份实实在在的占位空间，现在竟然成了一个非物质的“空壳”。

　　星体的物质空间一旦荡然无存，也就是说原本好端端的星体一旦沦为“空壳”的处境，势必会面临四周围宇宙泛空间物质的巨大压力，这使得“空壳”的内部，也就是黑洞的内部，会呈现出一种负空间的状态，仿佛可以往里吞噬、往里吸摄、往里充填一般。

　　在星体灭亡的全程中，负空间状态只是其中的一个片段，它意味着宇宙充盈着物质世界出现了一块暂时的亏空。但也意味着可以通过这种亏空，达到新的平衡。

　　一个黑洞就是一个星体的遗址，因此宇宙中不可能只有一个黑洞，而是所有的星体最后都将经历黑洞的必然之路。不过黑洞通常都“镶嵌”在宇宙物质的重重包围中，没有哪一个黑洞能突破重围，去和另外一个黑洞约会。至于黑洞的内部是什么？应该说越是黑洞的核心，就是越强大的负空间和越深层的亏空。

　　如果真的有什么物质不小心被黑洞吸入，同样会被黑洞的负空间性所“消化”。而不会有生还的力量，即不可能产生新物质的锐变。它们只能乖乖的，随大流儿一般跟着星体的灭亡、物质的灭亡、空间的灭亡，从原来的有物质，走向半有物质，直至最后的没有物质，完成物质运动的三部曲。但负空间的这种疏漏会减缓黑洞自身灭尽的过程，故有害而无益。

　　当你了解了黑洞的本质后，就会明白黑洞不是一个过道儿，不会是从这边进，从那边再吐出什么来。它的方向是从半有半无走向彻底的无，它只能是越来越走向没有物质。

　　黑洞反映了星体物质从半有向全无的过渡，这个宇宙泛空间体系的非平衡性过渡，类似于“场”的范畴。

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