資源描述：
《背景文字黑洞的知識.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、黑洞的知識“黑洞”很容易讓人望文生義地想象成一個“大黑窟窿”，其實(shí)不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場是如此之強(qiáng)，就連光也不能逃脫出來。根據(jù)廣義相對論，引力場將使時空彎曲。當(dāng)恒星的體積很大時，它的引力場對時空幾乎沒什么影響，從恒星表面上某一點(diǎn)發(fā)的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小，它對周圍的時空彎曲作用就越大，朝某些角度發(fā)出的光就將沿彎曲空間返回恒星表面。等恒星的半徑小到一特定值（天文學(xué)上叫“史瓦西半徑”）時，就連垂直表面發(fā)射的光都被捕獲了。到這時，恒星就變成了黑洞。說它“黑”，是指它就像宇宙中的無底洞，任何物質(zhì)一旦掉進(jìn)去，“似乎”就
2、再不能逃出。那么，黑洞是怎樣形成的呢？其實(shí)，跟白矮星（比如天狼星伴星，體積比地球大不了多少，但質(zhì)量卻和太陽差不多！也就是說，它的密度在1000萬噸/立方米左右）和中子星（密度為10的11次方千克/立方厘米，也就是每立方厘米的質(zhì)量竟為一億噸之巨！對比起白矮星的幾十噸/立方厘米，后者就不值一提了）一樣，黑洞很可能也是由恒星演化而來的。當(dāng)一顆恒星衰老時，它的熱核反應(yīng)已經(jīng)耗盡了中心的燃料（氫），由中心產(chǎn)生的能量已經(jīng)不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔(dān)起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最后形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。質(zhì)
3、量小一些的恒星主要演化成白矮星，質(zhì)量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，中子星的總質(zhì)量不能大于三倍太陽的質(zhì)量。如果超過了這個值，那么將再沒有什么力能與自身重力相抗衡了，從而引發(fā)另一次大坍縮。與別的天體相比，黑洞是顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術(shù)”，人們無法直接觀察到它，連科學(xué)家都只能對它內(nèi)部結(jié)構(gòu)提出各種猜想。那么，黑洞是怎么把自己隱藏起來的呢？答案就是——彎曲的空間。我們都知道，光是沿直線傳播的。這是一個最基本的常識?？墒歉鶕?jù)廣義相對論，空間會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖然仍然沿任意兩點(diǎn)間的最短距離傳播，但走的已經(jīng)不是直線，而是曲線。
4、形象地講，好像光本來是要走直線的，只不過強(qiáng)大的引力把它拉得偏離了原來的方向。在地球上，由于引力場作用很小，這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍，空間的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著的恒星發(fā)出的光，雖然有一部分會落入黑洞中消失，可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達(dá)地球。所以，我們可以毫不費(fèi)力地觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術(shù)。有些恒星不僅是朝著地球發(fā)出的光能直接到達(dá)地球，它朝其它方向發(fā)射的光也可能被附近的黑洞的強(qiáng)引力折射而能到達(dá)地球。這樣我們不僅能看見這顆恒星的“臉”，還同時看到它的側(cè)面、甚至后背！經(jīng)過近30年的思
5、考，英國著名物理學(xué)家史蒂芬?霍金說，之前他的關(guān)于黑洞的部分理論是錯誤的。霍金對宇宙起源學(xué)的重要貢獻(xiàn)之一是1975年發(fā)表的黑洞輻射理論。黑洞是宇宙中質(zhì)量極大、因而引力極強(qiáng)的區(qū)域。霍金以數(shù)學(xué)計(jì)算的方法證明黑洞會產(chǎn)生輻射，這些輻射因此得名“霍金輻射”。但霍金認(rèn)為黑洞輻射不包含以前吸入物質(zhì)的相關(guān)信息，而且所有黑洞最終都會消亡。一旦黑洞消失，曾經(jīng)存在的黑洞的相關(guān)信息都不可追尋。這些信息的去向之謎就構(gòu)成了所謂的“黑洞悖論”。這與量子物理學(xué)的理論背道而馳，因?yàn)檫@種信息不可能就這樣消弭于無形?；艚鹪凇暗?7屆國際廣義相對論和萬有引力大會”的大會上說，他認(rèn)為，黑洞不會將進(jìn)入
6、其邊界的物體的信息淹沒，反而會將這些信息“撕碎”后釋放出去。該假說的提出，說明霍金推翻了他曾提出的“黑洞悖論”。通過計(jì)算證明，黑洞內(nèi)部最初的信息量與最終的信息量相等，“它會向外輻射其吞噬的物質(zhì)的所有信息。不過，這些信息已經(jīng)被黑洞撕碎、打破和重整了”。
